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现有MEMS压力传感器主要分为硅压阻式和硅电容式两种,它们均由硅片上产生的微型电子传感器组成。
硅压阻压力传感器是采用高精密半导体电阻应变片构成的惠斯顿电桥作为力电变换测量电路,其测量精度高、功耗低、成本低。在没有压力变化的情况下,惠斯顿电桥的压阻传感器输出为零,几乎不消耗电能。
采用周边固定的圆形应力杯硅膜内壁,实现了MEMS硅压阻压力传感器。利用MEMS技术,四个高精度的半导体应变片刻在其表面应力最大的位置,构成惠斯顿测量电桥。它是一种力电变换的测量电路,它把这一物理量直接转换为电量,其测量精度可达到0.01%~0.03%FS。硅压阻式压力传感器结构,上下二层为玻璃体,中间为硅片,硅片中部为一应力杯,在硅片的上部有一真空腔,为一典型的绝压压力传感器。在真空腔室中,应力硅薄膜通过光刻作用,形成图2型电阻应变片电桥电路。由于外部压力通过引压腔进入感应器应力杯,应力硅薄膜由于受到外力的作用而微微向上鼓起,发生了弹性变形,四个电阻因此发生了电阻变化,破坏了原来的惠斯顿电桥电路平衡,产生电桥输出与压力成正比的电压信号。
由上、下两个横隔栅构成电容式压力传感器,采用MEMS技术在硅片上制作成一组电容式压力传感器,上横隔栅在压力作用下向下位移,改变上、下两个横隔栅的间距,从而改变了板间电容量的大小,也就是△压力=△电量。