基于EIT技術(shù)的MEMS傳感方法研究.pdf

1、微機電(MEMS)傳感器是當代發(fā)展最為迅速的傳感器之一,將MEMS傳感器與信號處理電路集成制作在一個芯片內(nèi)實現(xiàn)系統(tǒng)單片集成,能夠大幅度提高整個系統(tǒng)的性能與可靠性。但是,相比較非常成熟的集成電路技術(shù)而言,MEMS器件的集成目前仍舊存在一些問題:工藝要求苛刻、傳感方法限制、信號處理方式單一等等。這些困難與制約使得集成化的MEMS傳感器的進一步發(fā)展與應(yīng)用受到阻礙。
　　 本文在分析了幾種常見的MEMS傳感結(jié)構(gòu)和幾種最為經(jīng)典的傳感方法之

2、后,對MEMS傳感器系統(tǒng)集成存在的一些問題進行了總結(jié),并進一步地提出本文的出發(fā)點,即通過改變器件結(jié)構(gòu)與傳感方法來克服系統(tǒng)集成的基本問題。為此,本文引入了電阻抗斷層成像(EIT)技術(shù),并提出了基于EIT技術(shù)的MEMS傳感方法理論:對傳感材料采取邊界電流激勵與電壓測量,通過成像算法重構(gòu)傳感材料電阻率的分布圖像,進而利用整個傳感材料電阻率分布的變化對外界物理量進行傳感表征。論文從理論上分析得出了基于EIT技術(shù)的MEMS傳感方法具備傳感結(jié)構(gòu)簡單

3、、工藝復(fù)雜性低,便于系統(tǒng)集成、易于智能化應(yīng)用等優(yōu)勢。
　　 論文就EIT技術(shù)應(yīng)用于MEMS傳感表征的基本思想展開。首先在EIT模型算法的理論基礎(chǔ)上實現(xiàn)了EIT快速成像軟件,完成了從建立模型、載入測量電壓到重構(gòu)成像圖的全方位設(shè)計。該軟件經(jīng)過實用性驗證,確保了其執(zhí)行效率與成像質(zhì)量能夠基本滿足傳感表征的需求。隨后,論文著重介紹了基于EIT技術(shù)的硅圓片傳感表征實驗,重點討論了實驗方案設(shè)計,并對實驗樣品的工藝制備流程進行了描述。實驗先后研