知識|壓力傳感器芯片SCA2095原理及MEMS硅壓阻式構(gòu)造介紹
來源:網(wǎng)絡(luò) 2012-07-15 關(guān)鍵詞:溫度傳感器 MAX6654 工業(yè)系統(tǒng) 工業(yè)自動化 隨著信息處理技術(shù)的不斷提高,壓力傳感器芯片的研制與生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性和可靠性也發(fā)生了革新,這在一定程度上推動了其應(yīng)用發(fā)展。那么,對于壓力傳感器芯片的知識,我們又了解多少呢 小編通過搜集整理資料,對有關(guān)壓力傳感器芯片的分類、原理、結(jié)構(gòu)以及工藝流程等作了簡單的歸納總結(jié)。下面我們一起來看一下具體介紹吧?! 毫鞲衅餍酒诸悺 牟牧仙现v,壓力傳感器芯片可以分為:單晶硅的、多晶硅的、陶瓷的、水晶的、金屬的、聚酰亞胺的等等;從原理上講,壓力傳感器芯片可以分為:應(yīng)變式、壓阻式、電容式、諧振式等(體重計上一般用的是應(yīng)變片,應(yīng)變片一般多為應(yīng)變式或壓阻式)?! 毫鞲衅餍酒琒CA2095原理介紹 壓力傳感器芯片SCA2095是應(yīng)用于利用壓阻效應(yīng),采用全橋設(shè)計的傳感器(例如壓力傳感器、應(yīng)力計、加速度計等)的信號調(diào)節(jié)電路集成的芯片?! CA2095采用EEPROM進行校準、溫度補償,并具有傳感器輸出保護和診斷的功能。還能夠更好調(diào)節(jié)增益和傳感器電橋偏移,能修正靈敏度誤差?! CA2095芯片的外部數(shù)字接口采用三線制,即串行時鐘SCLK、數(shù)據(jù)輸出DO、數(shù)據(jù)輸入DI。通過CPU的操作,設(shè)置零位偏移寄存器、溫度寄存器、零點溫度補償寄存器、輸出基準寄存器、增益溫度補償寄存器等。這些寄存器中的值通過D/A轉(zhuǎn)換器變成模擬量疊加在調(diào)理電路中,從而改善了傳感器特性。 
圖1 壓力傳感器芯片SCA2095原理框圖 MEMS硅壓阻式壓力傳感器芯片結(jié)構(gòu) MEMS硅壓阻式壓力傳感器芯片采用周邊固定的圓形的應(yīng)力硅薄膜內(nèi)壁,采用MEMS技術(shù)直接將四個高精密半導(dǎo)體應(yīng)變片刻制在其表面應(yīng)力最大處,組成惠斯頓測量電橋,作為力電變換測量電路的,將壓力這個物理量直接變換成電量,其測量精度能達0.01-0.03%FS。硅壓阻式壓力傳感器結(jié)構(gòu)如圖所示, 
圖2 硅壓阻式壓力傳感器芯片結(jié)構(gòu) 上下二層是玻璃體,中間是硅片,其應(yīng)力硅薄膜上部有一真空腔,使之成為一個典型的絕壓壓力傳感器。為了便于TPMS接收器的識別,每個壓力傳感器都具有32位獨特的ID碼,它可產(chǎn)生4億個不重復(fù)的號碼?! 毫鞲衅餍酒谱鞴に嚵鞒獭 毫鞲衅餍酒谱鞴に嚵鞒倘缦聢D所示: 
圖3 工藝流程示意圖 壓力傳感器由具有壓阻效應(yīng)的敏感元件構(gòu)成測量電橋,當受外界壓力作用時,電橋失去平衡,產(chǎn)生輸出電壓?! 】偨Y(jié) 本文簡單介紹了壓力傳感器芯片的分類、制作工藝流程等知識,并以壓力傳感器芯片SCA2095為例分析了其原理,同時就對于MEMS硅壓阻式壓力傳感器芯片結(jié)構(gòu)的知識也做了相應(yīng)的概括。



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