X型硅压阻式压力传感器的解析模型研究

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1、安徽大学硕士学位论文X型硅压阻式压力传感器的解析模型研究姓名：朱德智申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：陈军宁;柯导明2003.5.1X型硅压阻式压力传感器的解析模型研究【摘．要】一、【压力传感器是一种应用极为广泛的测量和控制仪器元件，有着十分广阔的应用前景。应用MEMS技术，可以将压阻式压力传感器制作在硅材料上，构成集成化传感器，实现大批量生产并降低生产成本。y本文着重讨论以集成电路和微机械加工工艺相结合而制成的X型压阻传感器的性质。X型压阻传感器模型依赖于数值解，其解不具有普遍意义。本文首先建立了不考虑引出极的基本型

2、X型压阻传感器的输出电压定解方程，引入摄动法，求解出基本型X型压阻传感器的输出电压的解析解。然后，在此基础上，得出X型压阻传感器的输出电压解析表达式。根据解析表达式得到的解析解与数值解基本吻合，因此，本模型对X型压阻传感器的设计有着重要的意义。【关键词】MEMS，压阻效应，X型压阻传感器，摄动法安徽人学颧L学位论文ResearchonAnaIysiSModeIofSiIiconX_piezoresistivePressureSensors【Abstract】Pressuresensorsareonekind0fdevicesfo

3、rmeasurementandcontroIinmanyfieldsandtheyhavebrightprospectWithMEMStechnology，pizeoresistivepressuresensorscanbemadeoncupsofsiliconandbemadeintoinleg旧lecircuits，SOproducinginbulkanddecreasingthecostispossible．ThispaperdiscussestransverseX-pizeoresistivepressuresensor

4、swhichbasedonbothintegratecircuitandmicromachingtechnology．ModelingoftransversepizeoresistivepressuresensorsalwaysdependsonnumericaImethodSOfarandtheresultiSnotalwaysfittootheroccasions．Wegiverheequationsabouttheoutputvoltageofrectangletransversepizeoresistivepressur

5、esensorswithoutstretchpoles，thenweintroducethemethodofperturbationandresolvetheequations．Afterthat，wegoontogetanexpressionofoutputvoltageaboutX·piezoresistivesensorsTheexpressionsisfittonumericalvaluesofthedevices．So，theexpressionwillbeveryimportanttodevisingofX-piez

6、oresistivesensors．【Keywords】MEMS，pizeoresistiveeffect，X-pizeoresistivepressuresensors，perturbation2安徽大学顾L学位沦丈2003年5月第一章绪论第1节传感器的研究意义和发展趋势一、传感器的研究意义人与外部世界不断进行交流，需要从外界获得信息，获得信息的渠道是通过感觉器官来感觉的。但是，人的感觉具有主观性，难以定量，而且人的感官所能获得的信息的范围和灵敏度都有很大的限制。为了更好地认识客观世界，人们就创造出用于检测外界信息的元器件，即

7、传感器。传感器是一种通过把一种信号形式变换成另～种信号形式以实现信号检测的元器件。它的作用与人的感觉器官相似，但它的感觉灵敏度和范围却可以大大超过人的感觉器官。近年来，传感器在生产、科研以及社会生活等领域中的作用有着转折性的变化。随着微型电子计算机和微处理控制技术的发展，能把现实世界中的各种信息变换成为电信号的传感器越来越成为关键性的器件。人们通常把计算机比作人的头脑，把传感器比作人的眼、耳、口、舌、鼻。如果没有各种各样的传感器提供可靠而精确的信息的话，计算机或微处理器控制就根本无法实现。因此，从信息系统的角度来讲，传感器的研究

8、有着极其重要的意义。在信息处理器未出现时，信息的读取、分析和处理以及根据信息进行控制都是由人分别进行的。随着电子技术的发展，包括电子计算机在内的各种信息自动处理器涌现出来。电子计算机是一种十分强有力的信息处理器，其功能十分强大，一台计算机可以同时为许多用户进行信