【摘 要】
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在各种微传感器中,硅微压力传感器作为它的一个重要组成部分,获得了广泛应用,因此研究如何提高传感器的性能有着重要意义,其性能指标主要有灵敏度、线性度、各种动态响应特性
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在各种微传感器中,硅微压力传感器作为它的一个重要组成部分,获得了广泛应用,因此研究如何提高传感器的性能有着重要意义,其性能指标主要有灵敏度、线性度、各种动态响应特性。本文设计了一种压阻式微压力传感器,其量程是200Kpa,在设计传感器薄膜结构尺寸与电阻尺寸时,采用了两套设计方案,即典型的C型结构与新型E型结构。首先利用硅的压阻效应、小挠度理论、惠斯通电桥、薄膜的力学分析、压敏电阻特性等知识计算两种结构尺寸,即薄膜结构与电阻的尺寸。然后对两种结构分别进行ANSYS静态仿真,在满足计算要求的条件下,对其中一些几何参数进行ANSYS仿真,得出其对输出电压与变形的影响。输出电压越大,灵敏度越高；变形越小,线性度越好。根据灵敏度、线性度及制作工艺的难易程度选择两种结构最佳的参数值,最终由这些参数值设计出最佳C型、E型薄膜结构。其静态分析结果表明：E型结构灵敏度、线性度都好于C型。其次对两种结构进行ANSYS动态仿真,主要进行了模态分析、谐振响应分析与瞬态响应分析。仿真得到其共振频率、最大变形及最大应力,仿真结果表明E型结构的破坏情况、线性度、稳定性都妤于C型。最后选择E型结构,设计了其微加工工艺流程,并设计制作掩膜版,为下一步的加工制作奠定基础。
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