電容式多參數無源LTCC傳感器設計與集成方法研究.pdf

1、高溫下的原位測試技術在航空航天、采礦冶金以及工業(yè)自動化等領域存在廣泛需求，目前常規(guī)硅基傳感器受材料性能和信號提取方法限制，難以突破250℃以上的工作溫度極限，由于陶瓷材料具有極好的高溫穩(wěn)定性，陶瓷基無源傳感器已成為當前原位測試技術領域的研究熱點，然而，現有耐高溫無源傳感器僅能進行單參數測量，難以滿足很多高溫工況環(huán)境下低成本、低功耗的多參數測試需求。因此，本論文提出一種基于LTCC微組裝技術的電容式無源多參數傳感器結構，并重點開展了該無源

2、多參數傳感器的設計與集成方法研究，為高溫環(huán)境下的多參數原位測試技術的發(fā)展開辟新思路。
　　本論文通過對電容式無源多參數LTCC傳感器相關基礎理論的研究，建立了電容式無源多參數傳感器的電路分析模型，基于理論分析模型，研究分析了影響傳感器多參數信號讀取的主要因素，同時研究探明了復合參數環(huán)境下的傳感器熱、力、電耦合轉換機理，并給出了溫度敏感LC回路的熱、電耦合轉換模型和壓力敏感LC回路的熱、力、電耦合轉換模型。
　　基于基礎理論研

3、究，設計了一種三維集成電容式無源溫度、壓力雙參數集成傳感器結構，并結合理論計算和ADS軟件仿真分析了傳感器的響應特性。利用LTCC微組裝技術，實現了傳感器的制備，探索獲得了無排氣孔結構電容空腔的燒結工藝曲線，并對所制備的傳感器進行了復合高溫壓力環(huán)境下的特性表征，證明了傳感器在400℃和兩個大氣壓內具有較好的溫度、壓力敏感特性。
　　最后基于傳感器理論分析模型，研究討論了電容式無源多參數信號串擾解耦與電容式無源壓力測試的溫度補償問題