MEMS加速度传感器ppt课件

.传感器技术加速度传感器，MEMS，目录，组3，词典文章，什么是MEMS？加速度传感器和MEMS有什么关系？微型电子机械系统(MEMS)，也称为微型电子机械系统微型电子机械系统，是微型传感器、微型执行器、微型机械结构、微型电源微能、信号处理和控制电路、高性能电子集成装置、接口和通信都相同的微型、组3、概述，加速度传感器，加速度传感器的分类，加速度传感器是可以测量加速度力的电子设备。加速度将物体在加速过程中作用于物体的力比作地球的重力，即重力。加速度力可以是g等常数，也可以是变量。加速度计有两种。一个是角加速度计，它由陀螺仪(角速度传感器)改进。另一个是线加速度计。加速度传感器的原理取决于其应用领域，包括压阻、电容、压电、谐振、伺服等。组3、压电式加速度计、压电式电阻压电式电阻装置是最早的小型化和商业化加速度计的一种。基于世界领先的MEMS硅微加工技术，压阻加速度传感器具有小尺寸、低功耗等特点，易于集成到各种模拟和数字电路中，广泛应用于汽车碰撞实验、测试设备、设备振动监测等。组3、压阻加速度传感器，作用机理，特性，压阻加速度传感器的悬臂梁上产生压敏电阻，惯性质量块位移时产生悬臂梁的伸长或压缩，改变光束的应力分布可以影响压敏电阻的电阻。压电电阻大部分位于应力变化最明显的部分。这样，通过由两个或四个压敏电阻形成的桥，可以测量加速度。压阻加速度传感器低频信号良好、可测量的直流信号、低输入阻抗和宽工作温度范围、简单的后处理电路、小尺寸、轻质量。Group3，压电加速度传感器、MEMS压阻加速度传感器的敏感组件由弹性梁、质量块和固定框架组成。压阻加速度传感器基本上是一种力传感器，它使用固定质量块加速时产生的力f来测量加速度a。在目前的研究尺度上，可以认为其基本原理符合牛顿第二定律。也就是说，如果加速度a作用于传感器，则传感器的惯性质量块产生作用于传感器弹性梁的惯性力：F=ma，此惯性力f产生与f成正比的变形。此时，弹性梁的压敏电阻也由可变量R，压敏电阻组成的惠斯通电桥输出与R成正比的电压信号v。第3组，构造原理，压电加速度传感器，悬臂根的侧向力：第3组，悬臂电阻的相对变化率：质量块质量m，悬臂的宽度和厚度b，h，从质量块中心到悬臂根的距离l，加速度a，悬臂分析，压电加速度传感器，第3组，信号检测，该系统的信号检测电路使用压力电阻全桥作为信号检测电路。桥输出表达式为：为了加工压电加速度传感器、指示的加速度传感器，主要使用以下处理方法：使用注射、推进、氧化的创新工艺制作压敏电阻。使用KHO各向异性深腐蚀形成质量块。使用AES关闭梁和质量块。最后，使用粘结工艺获得所需的“三明治”结构。组3、工艺流程、压电加速度传感器、硅微加工技术是在现有集成电路平面工艺的基础上开发的，是现有集成电路工艺和硅微加工的独特技术的组合。这种独特的加工技术可以与现有集成电路工艺相结合，形成微电子机械系统。微细加工技术一般分为三类：块状硅微加工技术、表面硅微加工技术和LIGA技术。组3、工艺流程、压阻加速度传感器，(a)氮化硅积累在硅片的两侧。(b)将硅牺牲层的一层堆积在硅片的正面，然后制作一层。(c)在硅片前端积累双层氮化硅，在硅片背面堆积一层氮化硅。(d)制作正面和背面。(e)积累和制造金属层(镍)。(f)各向异性腐蚀得到沟槽。组3、工艺流程、电容式加速度传感器，电容式加速度传感器是基于电容原理的极距变化容量传感器。其中一个电极固定，另一个是弹性膜片。弹性膜片在外力(气压、液压等)的作用下位移，从而改变了电容。该传感器可以测量气流(或流动)的振动速度(或加速度)，还可以进一步测量压力。Group3，电容式加速度传感器，电容式加速度传感器，可以从机械角度看为质量-弹簧-阻尼系统。根据牛顿第二定律，可用的机械模型是Group3。在机械模型中，如果传感器不衰减自振角频率，而传感器阻尼比在每个初始条件下执行拉普拉斯变换，则传递函数为：也就是说，如果传感器壳体固定在载体上，则可以测量外壳沿敏感轴方向的位移，可以将质量块用作加速度的间接测量。压阻加速度传感器，第3组，数学模型，电容加速度传感器简化为如图所示的模型。建立了获得电容变化和加速度之间关系的方程，加速度引起的质量块的小位移可以转换为差分电容的变化，两种电容的差异与位移量成正比。可以测量加速度。压阻加速度传感器，目前大部分电容加速度传感器由双层SOI硅片制成的活动电容器板三部分组成。如图1所示，中间活动电容板由8个曲线弹性连接梁支撑，夹在上下固定电容板之间。选择基本结构时需要考虑的条件包括范围、刚性约束、弹性约束和共振频率约束。梁的选择通常可以选择u形折叠梁，以确保特定刚度并节省材料。为了保护过载，块结构经常用于限制重要质量块运动的最大位移。常用材料有二氧化硅、第3组、工艺结构、压阻加速度计、电容式MEMS加速度计工艺通常是表面工艺、块状硅工艺、LIGA工艺和SOI驱动器工艺。第3组，工艺流程，(a)确定上、下板之间的电容间距，(b)去除科赫两侧的SiO2，如湿蚀刻(c)，在两侧重新生成新的氧化物层，并继续用KOH进行湿蚀刻，直到SiO2层完全去除.压电加速度传感器，第3组，工艺，(d)用湿蚀刻涂有光刻胶的梁结构，(e)去除光刻胶，然后对两侧重新氧化以生成SiO2，然后EVG-100盖子(f)用剩下的光刻胶蚀刻，然后去除光刻胶。压电加速度传感器、组3、工艺过程、(g)等蚀刻完成，对称梁结构形成(h)使用对称结构确定中间梁位置(I)上下两层形成2m的SiO2对称氧化层，隔离上下三层。压阻加速度传感器，组3，工艺流程，(j)，然后通过梁结构中间层和上下连接(k)控制480度的粘合温度，然后在1100度保存1小时。其他类型的加速度传感器、光波导、新的、微谐振、谐振加速度传感器是典型的微机械惯性设备，其基本工作原理是利用振动梁的力频率特性检测谐振频率变化量，从而获得输入的加速度。新的、热对流、微热对流加速度计是利用封闭空气囊内自由热对流对加速度的灵敏度。两个温度传感器在带气体的空腔的两侧对称地有一个热源。new、Group3、my kelson、mach-Zend等干涉仪的关键零件(目前广泛使用光加速度计制造)包含3dB耦合器。，压电加速度计是利用晶体等特定物质的压电效应，在加速度计振动时，压电元件上添加质量的力会发生变化。成熟，其他类型的加速度传感器，1。光波导加速度计的原理如下图所示。光源从波导1进入，经过分割器部分，然后分成两部分，分别通过波导4和波导2，只要进入波导4，束就由探测器2直接检测，只要进入波导2，束就通过小间隙进入波导3，最终由探测器1检测。在加速度的情况下，质量块弯曲波导2，减少与波导3的正对面积，减少检测器1检测到的光。比较两个探测器检测到的信号，得出加速度，Group3，其他类型的加速度传感器，2 .称为共振加速度计共振加速度计，siliconoscillatingaccelerometer，SOA。用一根弦不同演奏的声音频率也不同，谐振型加速度计的原理是这样的。在梁上应用恒定激励，可以检测相应的响应，测量自然频率，测量加速度。此处的应用和响应的测试通常通过梳状机构来完成。与电容、压电和光波导加速度计不同，SOA的特征是改变二次系统本身的特性，以反映加速度的变化。SOA的典型结构有两种：s结构和双端固定音叉(Double-endedTuningFork，DETF)。s结构的结构图是一组机构，其DEFT表达式为质量块的另一半加上左右对称，如下图所示。Group3 3。其他类型的加速度传感器，3 .放置在热对流加速度计芯片中央的热源产生悬浮在一个空腔中的热团，而由铝和多晶硅组成的热电偶组在热源的四个方向上对称地放置在同一距离。如果未以加速度或水平放置，则温度降低陡度将围绕热源完全对称。此时，四组热电偶都是由感应温度引起的电压相同。组3、其他类型的加速度传感器，4 .压电加速度计压电加速度计通过测