静电激励硅微机械谐振压力传感器设计

摘要：

设计了一种静电激励/电容检测的硅微机械谐振压力传感器,采用改进的侧向动平衡双端固支音叉谐振器,利用基于绝缘体上硅的加工工艺制作.为了抑制压力敏感膜片受压变形时谐振器的高度变化,在谐振器固定端设计了全新的桁架结构.针对传感器检测信号微弱和同频干扰严重的特点,在芯体和接口电路设计中采取添加屏蔽电极、降低交流驱动电压幅值、差动电容检测和高频载波调制解调方案等多项措施.同时基于该接口电路设计了开环测试系统,并在常压封装条件下对传感器进行了初步性能测试.实验结果表明:其基础谐振频率为33.886 kHz,振动品质因数为1222;测量范围为表压0～280 kPa,非线性为0.018％FS,迟滞为0.176％FS,重复性为0.213％ FS;在-20～60℃的温度范围内,谐振器的平均温度漂移为-0.037％/℃.

关键词：谐振、压力传感器、静电激励、电容检测、绝缘体上硅

所属期刊栏目：33

分类号：TP212(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金青年科学基金资助项目51105317;陕西省科技统筹创新工程计划资助项目2011KTCQ01-26

在线出版日期：2014-02-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：64-67,71