MEMS气体流量传感器的简易流量测试装置.pdf

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1、2014年第33卷第8期传感器与微系统(TransducerandMicrosysteinTechnologies)109DOI：10．13873／J．1000--9787(2014)08-0109-04MEMS气体流量传感器的简易流量测试装置高杨，一，代富，席仕伟，刘婷婷(1．中国工程物理研究院电子工程研究所，四川绵阳621999；2．西南科技大学信息工程学院。四川绵阳621010；3．重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室，重庆400044)摘要：为了完成所研制的MEMS气体流量传感器样品的流量测试与标定，设计制作

2、了一种由标准流量发生器和传感器信号读出与数据采集电路组成的简易流量测试装置。标准流量发生器由注射器和可更换的砝码组成，利用不同的砝码配重，在注射器出气口产生合适的恒定气体流速。通过理论分析和Ansys有限元数值仿真，验证了简易标准流量发生器的可行性。传感器信号读出与数据采集电路基于内建多路A／D转换器的单片机实现，具有传感器加热电阻器的恒温控制、流量信号的数字检测和显示的功能。采用该简易流量测试装置对自行研制的MEMS气体流量传感器进行了流量测试与标定，获得了待测器件的标定参数、传感器流量测量的绝对误差和相对误差。关键

3、词：微机电系统；气体流量传感器；测试；标定；有限元分析中图分类号：TH814；TF068．23文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)08--0109-04SimplifiedflOWtestdevicef0rMEMSgasflOWsensorsGA0Yang。．DAIFu．XIShi．wei．LIUTing．ting(1．InstituteofElectronicEngineering，ChinaAcademyofEngineeringPhysics，Mianyang621999，China；2．Sch

4、oolofInformationEngineering，SouthwestUniversityofScienceandTechnology，Mianyang621010，China；3．KeyLaboratoryofOptoelectronicTechnologyandSystem，MinistryofEducation，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China)Abstract：TofulfillflowtestandcalibrationofthedevelopedMEMS

5、gasflowsensorprototypes，asimplifiedflowtestdevicecomposedofstandardflowgeneratorandasignalread—outanddataacquisitioncircuitisdesignedandfabricated．Thestandardflowgeneratoriscomposedofaninjectorandavariableweight，withavariableweight，aseriesofsuitableconstantgasfl

6、owratescanbegeneratedattheinjectoroutlet．FeasibilityofthesimplifiedstandardflowgeneratorisverifiedbytheoreticalanalysisandnumericalsimulationwiththeAnsyssoftware．Thesensorread·-outcircuitanddataacquisitioncircuitarerealizedbasedonmicrocontrollerwithmulti-channel

7、built·-inA／Deonvertors，whichhasfunctionsasconstanttemperaturecontrolofsensorheater，digitaldetectionanddisplayofflowsignals．Usingthesimplifiedflowtestdevice，flowtestandcalibrationonthedevelopedMEMSgasflowsensorprototypesisaccomplished．Calibrationparameters，absolu

8、teerrorandrelativeerrorofflowtestsofsensorisobtained．Keywords：micro—electro—mechanicalsystem(MEMS)；gasflowsensor；test；calibration；finiteelementanalysis(FEA)0引言大的局限性J，