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介觀壓阻型微壓力傳感器設(shè)計

作者: 時間:2009-09-07 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

經(jīng)過分析,綜合考慮設(shè)計的要求,初步設(shè)定:h=20μm,R=200μm。其固有頻率可以按下式計算:

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/188671.htm


4 傳感器的性能分析與計算
使用效應(yīng)原理代替壓阻原理來檢測,將圓膜片上的的壓敏電阻換成GaAs/A1As/InGaAs DBRT結(jié)構(gòu)薄膜。用傳遞矩陣法計算該薄膜在沿生長方向的應(yīng)力變化下的輸出響應(yīng),通過整個結(jié)構(gòu)的隧穿電流密度可表示為:


式中:e為電子電荷的大小,m*為GoAs電子的有效質(zhì)量,kB為玻爾茲曼常數(shù),T為絕對溫度,EF為費米能級,E1為入射電子垂直(縱向)能量。
利用公式可計算出不同拉伸應(yīng)變下隧穿電流隨偏壓的變化,如圖4所示。圖中實線、虛線分別表示0和5%的拉伸應(yīng)變。計算偏壓分別為0.75 V和1.2 V時的壓阻系數(shù)為: 偏壓為1.2V時的壓阻系數(shù)為:

傳感器的輸出為:

設(shè)偏壓為0.75 V設(shè)偏壓為0.75 V,電橋的激勵電壓為2.5 V的情況下,該傳感器的靈敏度S為:


5 結(jié)語
該結(jié)構(gòu)的微傳感器由于敏感元件與變換元件一體化,尺寸小,其固有頻率很高,可以測量頻率范圍很寬的脈動。在不同的偏壓下,該傳感器的靈敏度不同。說明靈敏度可調(diào)節(jié)。同樣結(jié)構(gòu)的微壓力傳感器,如果敏感元件是硅或銅鎳合金壓敏電阻,其靈敏度分別為0.38x104V/m和O.17×104V/m??梢姴捎霉舱袼泶┒O管做為敏感元件的微壓力傳感器其靈敏度較之傳統(tǒng)的傳感器得到了很大的提高。


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