壓阻式壓力傳感器溫補模型的分析與標定.pdf

1、海洋環(huán)境的開發(fā)，環(huán)境污染的治理，宇宙的探測，醫(yī)藥工程的研究等工業(yè)生產(chǎn)、日常生活對壓力傳感器有非常大的市場需求，壓阻式壓力傳感器憑借其穩(wěn)定性好、靈敏度高、頻率響應的范圍寬、體積小、便于集成化等特點已經(jīng)成為目前發(fā)展最為迅速而且使用非常廣泛的壓力傳感器。由于壓阻式壓力傳感器是根據(jù)半導體硅材料的壓阻效應原理制作而成的，而半導體材料材料對溫度具有非常高的敏感性，因此壓阻式壓力傳感器的輸出必然也會受到溫度的影響，從而產(chǎn)生溫度漂移。溫度漂移嚴重制約了

2、傳感器的靈敏度以及測量精度，因此對傳感器進行溫度補償具有非常重要的意義。
　　本文通過對壓阻式壓力傳感器的物理特性進行研究，建立傳感器的溫度補償模型，從而確定傳感器的動態(tài)行為，替代傳統(tǒng)所用的硬件或者軟件補償方式，從物理特性的根本上解決溫漂問題，以此來提高傳感器的測量精度及標定工作。論文的主要工作為:分析壓阻式壓力傳感器的工作原理，并對傳感器在制備過程中的工藝流程進行闡述，在此基礎上詳細分析傳感器溫度漂移產(chǎn)生的原因;分析傳感器的硅彈

3、性薄膜在外部壓力作用下的應力分布，在小撓度理論的基礎上得出彈性薄膜上應力、應變的具體表達式;分析溫度對半導體材料阻值的影響，研究摻雜濃度與電阻溫度系數(shù)之間的關系，建立與溫度和摻雜濃度有關的電阻值的數(shù)學模型;分析溫度和摻雜濃度對壓阻系數(shù)的影響，建立與溫度和摻雜濃度有關的壓阻系數(shù)的數(shù)學模型;基于封裝應力產(chǎn)生的原因，研究硅材料和襯底材料的熱膨脹系數(shù)與溫度的關系，建立封裝應力的數(shù)學模型;研究單晶硅材料的楊氏模量與溫度的關系，建立楊氏模量隨溫度變