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上海余洋傳感科技有限公司
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閱讀：84發布時間：2012-11-1
大氣壓力傳感器在實踐應用中占據著舉足輕重的地位，它的應用領域有：環境的監測、氣候的分析、氣象的預報、工業的生產以及航天和航空等等，在這些領域里，它的應用是十分廣泛的。傳統的壓力傳感器通常是機械式的，體積相對來說比較大，這樣對集成化和微型化有很多的不利。如果使用MEMS技術之后，上面所說的缺點就可以得以解決，而且可以使它的性能變得更加的好，還可以使成本大大地降低。現在使用了MEMS技術之后得到廣泛應用的壓力傳感器一般分為電容式和壓阻式兩類。
電容式壓力傳感器的溫漂比較小，精密度很好，芯片的結構具有很好的魯棒性，但是它的線性度比較差，而且很容易受到寄生電容的有關影響。而壓阻式壓力傳感器跟它相比，溫漂就比較大、精密度比較低以及一致性比較差，但是它的線性度卻是很好的。現在的MEMS電容式壓力傳感器一般使用在過壓的測量當中，而用在氣象壓力的測量當中就比較少，而且它的價格不菲。因此，現在經過很多專家的研究，研制出了一種微型電容氣象壓力傳感器，它成本低而且性能很高。制作它的整個過程工藝比較簡單而且符合標準，薄膜材料就選取了單晶硅，這是使用了接觸式的結構，而且根據陽極鍵合組成了真空腔，而硅薄膜就是由深刻蝕和氫氧化鉀各向異性腐蝕組成的。經過試驗之后，發現這種傳感器很適合應用在氣象壓力的測量當中。
電容式壓力傳感器的工作原理是：當受到外界壓力的時候，電容的極板間的距離以及極板的面積就會發生變化，電容因此也會發生改變。當所受到的壓力漸漸變大的時候，電容極板之間的距離就會變小，電容就會變大，這個時候，非接觸式電容決定了電容的大小。如果電容的兩極板互相接觸的時候，那么這個時候，接觸電容就決定了電容值。
電容式壓力傳感器zui核心的元件是敏感薄膜，傳感器的性能就是由它的厚度、尺寸大小以及材料決定的。現在敏感薄膜使用的材料一般都是單晶硅、Si3N4以及重摻雜p型硅等等。而這些材料都有各自的優點和缺點，它的選取跟具體的工藝和目標的要求有密切的關系。為了可以簡化工藝，這種傳感器就選取了硅膜，因為硅膜適合陽極鍵合組成空腔、機械性能很好，而且它不對晶格造成破壞。硅膜機械性能好這個特點，加上使用接觸式的相關結構，再通過一些比較簡單而且標準的工藝就可以制造電容式壓力傳感器的樣片。對它進行大量的測試以及大量數據的分析后，結果證明這種傳感器很適合測量氣象壓力。雖然對它的研制在一定程度上有一定的成就，但是更多的問題還在后邊等著專家去研究。為了提高傳感器的測量的精密度，怎么樣改進工藝的制造和結構的設計，這個是研究工作中正在努力的方向。
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