开发基于阵列型-混合结构的高灵敏度和热稳定的微电子机械系统压力传感器
Min Li1,2, Yang Xiao1, Jiahong Zhang1,2
1School of Integrated Circuits, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China.
Micromachines
|September 28, 2024
概括
本研究介绍了一种具有-混合结构的新型微电子机械系统 (MEMS) 压力传感器. 传感器实现了高灵敏度和低温度漂移,以改善压力检测.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电气工程 电气工程
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 先进的压力传感需要高灵敏度和最小的温度漂移.
- 微电子机械系统 (MEMS) 为传感器设计提供了小型化和集成的优势.
研究的目的:
- 设计,制造和描述一个带有阵列类型-混合结构的MEMS压力传感器.
- 为了实现高灵敏度和低温度漂移,提高压力检测性能.
- 开发一种用于主动温度补偿的热力学控制系统.
主要方法:
- 采用阵列型-混合结构,用于压力和温度传感.
- 采用有限元数值模拟来验证增强的压力阻抗效应和灵敏度.
- 使用标准的MEMS工艺制造传感器.
- 在恒定工作温度的热力学控制系统中实施比例积分导数 (PID) 算法.
主要成果:
- 设计的传感器在0-370 kPa范围内的平均灵敏度为0.25 mV / V kPa.
- 平均非线性误差大约为1.7%.
- 热灵敏度漂移系数 (TCS) 在-20°C至50°C的环境温度范围内降至0.0152%FS/°C.
结论:
- 开发的MEMS阵列式压力传感器表现出高性能,具有出色的灵敏度和低温漂移.
- 集成的温度补偿系统有效地减少了对压力测量的热效应.
- 这项研究为开发下一代高性能MEMS压力传感器提供了宝贵的参考.
