數(shù)字式高過載復(fù)合壓力傳感器研究.pdf

1、本文論述了機械式壓力開關(guān)和有源壓力敏感元件復(fù)合組成的壓力傳感器，在高沖擊10000g，寬溫度范圍-40℃～100℃條件下，實現(xiàn)量程范圍0～1MPa的高精度測量，具有模擬線性輸出、TTL電平輸出、數(shù)字輸出和數(shù)據(jù)通信功能的復(fù)合壓力傳感器。
　　利用波紋管和微動開關(guān)組成的機械式壓力開關(guān)傳感器對有源壓力傳感器延時啟動，避免高過載下對加電工作的有源壓力傳感器及其它電子元器件的物理性損壞。
　　通過對有源壓力敏感元件的基片材料單晶硅、多

2、晶硅、SOI、藍寶石材料進行比較，選定 SOI(Silicon on Insluator)材料為基片材料，該種材料硅微加工特性好且傳感器在寬溫區(qū)的范圍內(nèi)零點漂移小、溫度靈敏度漂移小。利用有限元軟件對敏感元件的形狀 C型、E型、雙島型杯體表面應(yīng)力分布進行了模擬分析，其中著重對雙島型敏感元件進行分析。結(jié)合SOI材料的特性利用等離子干法刻蝕電阻圖形，并采用TMAH(Tetramethyl Ammonium Hydroxide)各向異性腐蝕技術(shù)

3、制作硅杯，最終制造出壓力敏感元件。
　　有源壓力敏感元件采用恒流源供電,通過檢測電路對敏感元件輸出信號進行調(diào)理，調(diào)制成標(biāo)準(zhǔn)電壓信號。將標(biāo)準(zhǔn)電壓信號經(jīng)AD變化后送入微處理中，經(jīng)過數(shù)據(jù)融合技術(shù)處理后，再經(jīng) DA變換和接口芯片轉(zhuǎn)換，信號以0.5～4.5V的電壓、五路 TTL電平形式輸出、和RS232串口形式通信。經(jīng)壓力測試儀和高低溫環(huán)境試驗箱組成的測試系統(tǒng)測量后,得出該傳感器綜合精度達到0.1％FS，傳感器的閾值和輸出信號可以通過上位機