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题名新型硅压阻式压力传感器的设计、制作与性能补偿研究
被引量：7
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作者
王银
张加宏
李敏
陈虎
冒晓莉
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机构
南京信息工程大学
南京信息工程大学
南京信息工程大学电子与信息工程学院
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出处
《电子器件》
CAS
北大核心
2019年第6期1371-1377,共7页
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基金
国家自然科学基金项目(61306138,41605120)
江苏高校品牌专业建设工程项目(TAPP)
江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目(201710300021Z)
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文摘
为兼顾高灵敏度与低非线性误差,针对性地设计和研究了一种量程为105 kPa的新型MEMS硅压阻式压力传感器,该传感器通过部分刻蚀SOI硅膜引入了凸起的压敏电阻和L形半岛结构。首先利用ANSYS有限元模拟仿真分析了传感器的特性、确定了其参数,然后通过MEMS工艺制作了压力传感器芯片并对其进行了封装与测试。实验结果表明,常温下MEMS硅压阻式压力传感器的灵敏度为0.056 mV/(V·kPa),非线性误差为±1.12%。最后采用最小二乘函数校正法对传感器进行了非线性校正和迟滞误差补偿,性能补偿后MEMS硅压阻式压力传感器在全量程范围内的整体误差小于±0.24%FS。
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关键词
mems压阻式压力传感器
灵敏度
有限元分析
非线性校正
迟滞误差补偿
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Keywords
mems piezoresistive pressure sensor
sensitivity
finite element analysis
nonlinear correction
hysteresis compensation
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分类号
TP212
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TN911.7
[自动化与计算机技术—控制科学与工程]
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题名基于信噪比的MEMS压力传感器设计与分析
被引量：1
- 2
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作者
冒晓莉
吴其宇
张加宏
李敏
赵雪伟
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机构
南京信息工程大学电子与信息工程学院
南京信息工程大学
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出处
《仪表技术与传感器》
CSCD
北大核心
2022年第2期1-6,20,共7页
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基金
国家自然科学基金项目(41605120)
江苏高校优势学科Ⅲ期建设工程资助项目(PAPD)。
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文摘
为了研制高精度MEMS压阻式压力传感器,基于信噪比对其压敏结构进行了设计与分析。首先运用ANSYS有限元模拟仿真获得了不同压敏电阻结构芯片的应力分布,并对其噪声和信噪比进行了理论分析,发现在低频区闪烁噪声是传感器噪声的主要来源。仿真结果表明,芯片结构对其噪声、输出信号和信噪比均存在影响,增加压敏电阻折叠条数通常有助于获得更低的噪声和更高的输出信号和信噪比,获得最大输出信号和信噪比最优的电阻长度分别出现在75μm和125μm左右。然后通过MEMS工艺制作部分传感器芯片并封装测试,实测信噪比与理论分析基本吻合。
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关键词
mems压阻式压力传感器
噪声
信噪比
传感器结构分析
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Keywords
mems piezoresistive pressure sensor
noise
SNR
sensor structure analysis
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分类号
TP212
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名MEMS高温压阻式压力传感器闭环控制方法
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作者
杨恩龙
殷展
魏毅
杨清海
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机构
国网上海市电力公司嘉定供电公司
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出处
《机械与电子》
2023年第12期27-30,37,共5页
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基金
国家电网有限公司科技项目(SGSHJD00BGJS2101991)。
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文摘
为提高MEMS高温压阻式压力传感器的整体性能,提出一种MEMS高温压阻式压力传感器闭环控制方法。明确MEMS高温压阻式压力传感器在工作过程中产生的变谐效应,分析了静电驱动和电容检测。根据分析结果设计出闭环控制策略,在闭环控制过程中采用二元差值算法补偿传感器的温度误差,提高控制精度。通过灵敏度校准和零点失调校准,实现了MEMS高温压阻式压力传感器的闭环控制。试验结果表明,所提方法的控制精度高、信号采集准确率高及控制性能好。
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关键词
mems高温压阻式压力传感器
变谐效应分析
二元差值算法
误差补偿
闭环控制
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Keywords
mems high temperature piezoresistive pressure sensor
variable harmonic effect analysis
binary difference algorithm
error compensation
closed loop control
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分类号
TP212.1
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名微机电系统压力传感器抗干扰系统设计
被引量：2
- 4
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作者
冒晓莉
吴其宇
谢晓璐
张加宏
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机构
南京信息工程大学电子与信息工程学院
南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2021年第36期15503-15508,共6页
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基金
国家自然科学基金(41605120)
江苏高校优势学科Ⅲ期建设工程资助项目(PAPD)。
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文摘
鉴于传统的硅基微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)压阻式压力传感器普遍存在温度漂移和时间漂移误差,采用恒温控制和恒流源自校正方法针对上述问题设计和研究了一种MEMS压力传感器抗干扰系统。首先,简单介绍了传感器的各项参数和温漂、时漂原理。其次,设计并制作了传感器相关外部抗干扰电路。最后,对该系统进行实验测试。结果表明:抗干扰系统能减小传感器温漂和时漂误差,热零点漂移的绝对值由恒温前的0.0652%FS/℃降至恒温后的0.00788%FS/℃,热灵敏度漂移的绝对值由0.118%FS/℃降至0.0153%FS/℃,时漂补偿后预测误差由-3.436~0.875 kPa降低至-2.086~1.765 kPa。该设计对MEMS压力传感器温漂、时漂补偿等抗干扰方面的研究具有一定参考价值。
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关键词
微机电系统(mems)压阻式压力传感器
抗干扰系统
温度漂移误差
时间漂移误差
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Keywords
micro-electro-mechanical system(mems)piezoresistive pressure sensor
anti-interference system
temperature drift error
time drift error
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分类号
TP212
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TP391
[自动化与计算机技术—控制科学与工程]
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