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真空微電子E+E壓力傳感器陣列集成系統(tǒng)
真空微電子E+E壓力傳感器是一種新型的E+E壓力傳感器，具有靈敏度高、溫度穩(wěn) 定性好、體積小、抗輻射、制備過程與匯工藝相兼容等優(yōu)點，在航空航天、汽車、機(jī)器人等領(lǐng)域有著很好的應(yīng)用前景。提出并研制了一種能測量壓力分布的真空微電子E+E壓力傳感器陣列與薄膜鉑電阻溫度傳感器的集成系統(tǒng)。

真空微電子E+E壓力傳感器陣列集成系統(tǒng)
真空微電子E+E壓力傳感器陣列有4X4個單元，相鄰兩單元間距l(xiāng)mm，各單元的陰極采用“敏感膜一場發(fā)射陰極”復(fù)合結(jié)構(gòu)，陽極則制作在帶絕緣層 的硅片上并相互絕緣。作者設(shè)計了器件的結(jié)構(gòu)，給出了工藝流程，完成了器件的制作，并對器件的性能進(jìn)行了測試。同時，作者還對這種“敏感膜一場發(fā)射 陰極”復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行了計算模擬，研究了硅尖的密度對壓力敏感膜形變的影響，并對敏感膜受壓形變時的應(yīng)力影響進(jìn)行了討論。溫度傳感器則采用薄膜鉑電阻溫度傳感器。作者完成了這種溫度傳感器的制作，并將它與真空微電子E+E壓力傳感器陣列進(jìn)行了集成。E+E壓力傳感器在地面站及探空氣球與探空火箭中有著廣泛的應(yīng)用,該傳感器的精度直接影響了預(yù)報的準(zhǔn)確度。開展高精度的大氣E+E壓力傳感器研制工作,對促進(jìn)國內(nèi)業(yè)務(wù)發(fā)展,提高傳感器設(shè)計水平以及關(guān)鍵測試測量設(shè)備的國產(chǎn)化具有重要的意義。針對領(lǐng)域業(yè)務(wù)應(yīng)用的要求,課題采用硅壓阻式E+E壓力傳感器作為檢測壓力的敏感元件,傳統(tǒng)的壓阻式E+E壓力傳感器的壓力信號輸出在整個量程范圍內(nèi)并不是*線性的,而且其溫度系數(shù)大,其零點與靈敏度都會隨著溫度的變化而產(chǎn)生熱漂移,從而使測量的精度較低,僅僅通過材料與工藝手段的改進(jìn)、硬件電路的補(bǔ)償,不能夠滿足壓力測量的需要,必須結(jié)合數(shù)字化技術(shù)手段,對傳感器信號進(jìn)行溫度補(bǔ)償及非線性修正,提高測試精度。論文首先進(jìn)行了敏感元件的原理分析與工藝的優(yōu)化設(shè)計,然后通過硬件電路進(jìn)行壓力溫度漂移與非線性的補(bǔ)償,課題采用簡化的、高性能的單片機(jī)硬件系統(tǒng)作為信號處理及數(shù)據(jù)提取算法的核心部件,結(jié)合高分辨率的A/D電路與軟件的信號濾波設(shè)計實現(xiàn)壓力與溫度信號的高精度采集,采用LabVIEW軟件作為數(shù)據(jù)分析與算法仿真的輔助工具,得到*擬合溫度補(bǔ)償?shù)乃惴?并實現(xiàn)算法在單片機(jī)系統(tǒng)的移植。zui后通過實測驗證了設(shè)計的可行性。

真空微電子E+E壓力傳感器陣列集成系統(tǒng)
zui后，對溫度傳感器進(jìn)行了性能的測試。提出并研制了一種能測量壓力分布的真空微電子E+E壓力傳感器陣列，并實現(xiàn)了這種傳感器與薄膜鉑電阻溫度傳感器的集成，使真空微電子E+E壓力傳感器向?qū)嵱没图苫~進(jìn)了一步，所做的工作具有*性。