基于MEMS技术的金属应变式压力传感器优化设计

作者：于留波; 赵湛; 方震; 杜利东; 丁国杰

来源：仪表技术与传感器, 2010, (02): 1-3.

• 承压膜
• 电阻变化率
• 冯米塞斯应力
• 屈服应力 pressure accepted membrane
• resistance change rate
• Von Mises stress
• yield stress

文中从金属应变式压力传感器的基本理论出发,以硅弹性膜铂应变电阻压力传感器为原型,推导了圆形和方形弹性膜片上电阻的变化率(dR/R)公式。通过比较,选用方形弹性膜为压力承压膜,以优化承压膜的宽厚比为出发点,用有限元方法对不同厚度方形膜片(宽度为2 mm)进行应力分析。由硅材料的屈服应力与最大位移的限制,确定了最优的膜厚范围;根据有限元仿真的结果对压力传感器进行优化设计,对所做压力传感器芯片进行测试,在6.00×104~1.06×105Pa的范围内,其精度优于50 Pa.

• 单位
  中国科学院电子学研究所; 传感技术国家重点实验室; 中国科学院研究生院