| 【中文题名】 | 压力传感器弹性元件的力学性能分析与研究 |
| 【英文题名】 | Research and Mechanics Property Analysis of Elastic Element of Pressure Sensor |
| 【学科专业】 | 机械电子工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-10-9 |
| 【中关键词】 | 压力传感器,高温,SIMOX,优化设计,力敏电阻,动态特性 |
| 【英关键词】 | pressure sensor,high temperature,SIMOX,optimal design,sensing resister,dynamic characteristic, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化元件、部件>发送器（变换器）、传感器>物理传感器 |
| 【论文摘要】 |
传感器技术是现代科学技术发展水平的重要标志，它与通信技术、计算机技术构成现代信息产业的三大支柱。在各种传感器中，硅压力传感器是应用最为广泛的一种。但目前使用的硅压力传感器主要是扩散硅压力传感器，其应变电桥采用P型扩散电阻，而应变膜是N型硅衬底，两者之间是自然的PN结隔离，当工作温度超过120℃时，应变电阻与衬底间的PN结漏电加剧，使传感器特性严重恶化以至失效，因而不能在较高温度环境下进行压力测量，而石油、汽车、航天等领域的使用要求，使耐高温压力传感器的研究成为必然。
采用SIMOX(separation by implanted oxygen)技术制作的二氧化硅介质隔离的SOl(silicon on insulator)力敏元件，取消了PN结，使压力传感器的耐高温、隔离性能得到了提高。研究耐高温微型压力传感器应变膜表面应力分布是本文的核心，围绕这一核心，本文首先用弹性力学和板壳理论分析耐高温微型压力传感器应变膜的应力分布，为力敏电阻在应变膜上的布置提供理论依据；其次用有限元分析方法和借助ANSYS仿真软件，对耐高温微型压力传感器应变膜进行了一系列的分析和计算机模拟，探讨了应变膜表面应力分布、... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
6-8 |
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ABSTRACT |
8-12 |
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第一章 前言 |
12-22 |
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1.1 微机电系统 |
12-18 |
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1.2 传感器 |
18-19 |
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1.3 耐高温压力传感器 |
19-20 |
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1.4 本文的研究内容 |
20-22 |
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第二章 弹性力学理论推导 |
22-30 |
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2.1 研究对象 |
22 |
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2.2 弹性薄板小挠度理论的基本假设 |
22-23 |
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2.3 弹性曲面的微分方程 |
23-26 |
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2.4 方形膜理论推导 |
26-28 |
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2.5 本章小结 |
28-30 |
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第三章 有限元分析模拟 |
30-40 |
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3.1 传感器芯片应力模拟 |
30-34 |
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3.2 传感器简化应力模型的合理性 |
34-35 |
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3.3 传感器应变膜的理论分析 |
35-38 |
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3.4 本章小结 |
38-40 |
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第四章 传感器芯片优化设计 |
40-56 |
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4.1 力学模型的建立 |
40-41 |
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4.2 优化数学模型 |
41-42 |
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4.3 优化数学模型 |
42-45 |
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4.4 优化算法及优化结果 |
45-47 |
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4.5 优化结果及分析 |
47-49 |
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4.6 传感器芯片设计 |
49-53 |
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4.7 硅杯腐蚀模拟分析 |
53-54 |
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4.8 本章小结 |
54-56 |
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第五章 传感器动态特性研究 |
56-62 |
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5.1 模态分析 |
56-59 |
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5.2 谐响应分析 |
59-60 |
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5.3 瞬态结构动力学分析 |
60-61 |
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5.4 本章小结 |
61-62 |
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第六章 结论与展望 |
62-64 |
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6.1 结论 |
62 |
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6.2 展望 |
62-64 |
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参考文献 |
64-68 |
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致谢 |
68-70 |
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硕士在读期间发表论文 |
70 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.385586 |
