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    沖擊加速度傳感器的原理與結構

    • 分類:行業動態
    • 作者:
    • 來源:
    • 發布時間:2022-02-22
    • 訪問量:0

    【概要描述】隨著硅微機械技術(MEMS)的迅速發展,各種基于MEMS技術的器件也應運而生。目前,壓力傳感器、沖擊加速度傳感器、光開關等得到了廣泛的應用。具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高的特點,而且其加工工藝與傳統的集成電路工藝有一定的兼容性,易于實現數字化、智能化和批量生產,它自出現以來就引起了人們的廣泛關注,并迅速應用于汽車、醫藥、導航與控制、生化分析、工業檢測等領域。其中,沖擊加速度傳感器是應

    沖擊加速度傳感器的原理與結構

    【概要描述】隨著硅微機械技術(MEMS)的迅速發展,各種基于MEMS技術的器件也應運而生。目前,壓力傳感器、沖擊加速度傳感器、光開關等得到了廣泛的應用。具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高的特點,而且其加工工藝與傳統的集成電路工藝有一定的兼容性,易于實現數字化、智能化和批量生產,它自出現以來就引起了人們的廣泛關注,并迅速應用于汽車、醫藥、導航與控制、生化分析、工業檢測等領域。其中,沖擊加速度傳感器是應

    • 分類:行業動態
    • 作者:
    • 來源:
    • 發布時間:2022-02-22
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    隨著硅微機械技術(MEMS)的迅速發展,各種基于MEMS技術的器件也應運而生。目前,壓力傳感器、沖擊加速度傳感器、光開關等得到了廣泛的應用。具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高的特點,而且其加工工藝與傳統的集成電路工藝有一定的兼容性,易于實現數字化、智能化和批量生產,它自出現以來就引起了人們的廣泛關注,并迅速應用于汽車、醫藥、導航與控制、生化分析、工業檢測等領域。其中,沖擊加速度傳感器是應用廣泛的例子之一。沖擊加速度傳感器的原理因應用的不同而不同,包括壓阻式、電容式、壓電式、諧振式等。

    通過對不同沖擊加速度傳感器的原理、制造工藝及應用的介紹,使他們對沖擊加速度傳感器有更全面的了解。

    MEMS壓阻式沖擊加速度傳感器的傳感元件由彈性梁、質量塊和固定框架組成。壓阻式沖擊加速度傳感器本質上是一個力傳感器。它通過測量固定質量在加速度作用下產生的力F來測量加速度a。在目前的研究尺度上,可以認為其基本原理仍然遵循牛頓第二定律。換句話說,當加速度a作用于傳感器時,傳感器的慣性質量將產生慣性力:F=ma。當慣性力F作用在傳感器的彈性梁上時,它將產生與F成比例的應變。此時,彈性梁上的變阻器也將產生變化△ R、 由變阻器組成的惠斯通電橋輸出與電壓成正比的電壓信號。

    壓阻式加速度計原理:系統的信號檢測電路采用壓阻式全橋作為信號檢測電路。

    橋采用恒壓源供電,橋電壓為。如果是正應變電阻,是負應變電阻,則電橋的輸出表達式為:

    我們在電阻器布局設計和制造過程中確保壓敏電阻的一致性。因此,可以認為某些壓敏電阻和壓敏電阻的變化是相等的,即:

    然后,橋接器輸出的表達式變為:

    靈敏度原理:采用壓阻信號檢測原理,其核心是半導體材料的壓阻效應。壓阻效應是指當材料受到外部機械應力時,材料的體積電阻率發生變化的材料特性。晶體結構的變形破壞了能帶結構,改變了電子遷移率和載流子密度,改變了材料的電阻率或電導率。當金屬電阻線未受力時,原始電阻值為:電阻絲的電阻率;電阻絲長度;電阻絲的橫截面積。

    當電阻絲受到拉伸時,它會拉長,橫截面積會相應減小,并且由于晶格變形等因素的影響,電阻率會發生變化,因此電阻值會發生變化。對于用相對變化表示的總微分,有壓阻系數常用的半導體電阻材料是硅和鍺。摻雜雜質可以形成p型或n型半導體。壓阻效應是在外力作用下,原子晶格排列發生變化,從而引起載流子遷移率和濃度的變化。


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