嵌入可動電極的微慣性傳感器的設(shè)計

MEMS電容式微慣性傳感器因其具有尺寸小、靈敏度高、穩(wěn)定性好、溫度漂移小、功耗低、很好的工作在力平衡模式下等等優(yōu)點，在軍事、汽車工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、消費電子、慣性導(dǎo)航等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。 本首先分析了電容式微慣性傳感器的測量控制原理和系統(tǒng)動態(tài)模型，并在此基礎(chǔ)上通過三個方面設(shè)計出新型嵌入橫向可動電極的微慣性傳感器，分別是：支撐梁結(jié)構(gòu)、微執(zhí)行器結(jié)構(gòu)和檢測電容結(jié)構(gòu)。接近傳感器是利用振動器發(fā)生的一個交變磁場，當金屬目標接近這磁場并達到感應(yīng)距離時，在金屬目標內(nèi)發(fā)生渦流，因此導(dǎo)致振動衰減，以至接近傳感器的振動器停振。通過分別對以上三方面不同結(jié)構(gòu)模型的分析對比，在傳感器設(shè)計中選用U形梁結(jié)構(gòu)作為傳感器的支撐梁，電磁執(zhí)行器作為驅(qū)動力，梳柵結(jié)構(gòu)作為檢測電容結(jié)構(gòu)。

其中為了克服深反應(yīng)離子刻蝕關(guān)于深寬比不能做大的限制和降低噪聲，詳細介紹了電磁驅(qū)動增大傳感器初始檢測電容的工作原理，通過嵌入可動電極和電磁驅(qū)動作用減小電容間隙，結(jié)果表明，電磁驅(qū)動使得傳感器的電容間隙減小4μm，初始檢測電容由1.28pf增大到6.4pf。 根據(jù)以上理論分析和參數(shù)設(shè)計，給出了新型電容式微慣性傳感器的整體結(jié)構(gòu)模型，并利用有限元軟件Ansys進行。結(jié)果表明所設(shè)計的傳感器在非敏感方向上梁的剛度較大，軸向交叉效應(yīng)得到了有效抑制；傳感器的靜態(tài)位移靈敏度為0.659μm/g，施加電磁驅(qū)動前后的電容靈敏度分別為0.15pf/g和0.192pf/g，增大為原來的1.28倍；同時應(yīng)力分析結(jié)果表明，傳感器能夠抵擋1000g的加速度信號的沖擊而不被損壞。一方面，繼續(xù)減小超導(dǎo)磁場放大器的狹窄區(qū)域?qū)挾戎?μm以下，同時增大磁場放大器的有效面積都可以將磁場放大倍數(shù)繼續(xù)提升至幾千甚至上萬倍，但是同時會對傳感器的工作區(qū)間以及小型化造成影響。之后利用電磁分析軟件ANSOFT-Maxwell分析了邊緣效應(yīng)對傳感器性能的影響，表明小尺寸的傳感器電容的邊緣效應(yīng)不可忽略。

傳感器的作用（二）

4、壓力傳感器

作用：壓力傳感器主要以力學(xué)信號為媒介，把流量等參數(shù)與電信號聯(lián)系起來，可測量發(fā)動機的進氣壓力、氣缸壓力、大氣壓、油壓等，常用壓力傳感器可分為電容式、半導(dǎo)體壓阻式、差動變壓器式和表面彈性波式。

電容式多檢測負壓、液壓、氣壓，可測 20～100kPa 的壓力，動態(tài)響應(yīng)快速敏捷，能抵御惡劣工作條件；壓阻式需要另設(shè)溫度補償電路，它常用于工業(yè)生產(chǎn)；相對于差動變壓器式不穩(wěn)定的數(shù)字輸出，表面彈性波式表現(xiàn)異，它小巧節(jié)能、靈敏可靠，受溫度影響小。

5、氣體濃度傳感器

作用：被用來檢測各種氣體濃度。比如氧傳感器，多在發(fā)動機排氣管中，用來評價空燃比。目前應(yīng)用的有氧化鋯式和氧化鈦式。氧化鋯式更受歡迎，它能在一定溫度下將元件極板內(nèi)兩側(cè)氧濃度差化為濃差電動勢，成本低廉，而且測試結(jié)果受環(huán)境影響很小。

6、溫度傳感器

作用：溫度傳感器主要用于檢測動力系統(tǒng)和車內(nèi)的溫度，它使用了不同種類的電阻器：線繞式、熱敏式、熱偶式。GMR效應(yīng)來源于載流電子在不同的自旋狀態(tài)下與磁場的作用不同導(dǎo)致的電阻變化。線繞電阻式和熱偶電阻式精度比較高，但線繞電阻式響應(yīng)不及時，熱偶電阻式不能單獨使用必須搭配放大器和冷端處理，而熱敏電阻式雖靈敏但線性差，使用溫度有限，因此三種傳感器各有優(yōu)劣。

7、爆燃傳感器

作用：它被安裝在發(fā)動機機體上，可檢測氣缸壓力、振動和燃燒噪聲，判斷發(fā)動機的爆燃程度，再通過調(diào)整點火來排除隱患。爆燃傳感器常用磁致伸縮式。

電子元器件種類

1.原裝貨：具備原廠原包裝的產(chǎn)品，原廠生產(chǎn)出來的，如果是從廠家訂的，就不用擔(dān)心了。如果是從代理或者分銷商訂購還是需要注意一下。

2.散新貨：散新這個詞，主要用在IC芯片的方面，

3.翻新貨：指產(chǎn)品從原廠生產(chǎn)出來以后，經(jīng)過使用，有了一定的磨損，性能各方面跟原廠剛生產(chǎn)出來的時候有差距，經(jīng)過特殊的加工，是它的外表或者性能恢復(fù)到接近原廠剛生產(chǎn)出來的狀態(tài)，叫做翻新！

4.舊貨拆機件：原廠生產(chǎn)出來的，已經(jīng)使用過的，從電路板上拆下來的。沒有經(jīng)過洗角處理的。　

瑞泰威驅(qū)動IC廠家，是國內(nèi)IC電子元器件的代理銷售企業(yè)，專業(yè)從事各類驅(qū)動IC、存儲IC、傳感器IC、觸摸IC銷售，品類齊全，具備上百個型號產(chǎn)品原裝zheng品。

如何區(qū)別原裝Ic和翻新Ic

看芯片表面是否有打磨過的痕跡。按操作原理可分為三類：利用電磁感應(yīng)的高頻振蕩型，使用磁鐵的磁力型和利用電容變化的電容型。凡打磨過的芯片表面會有細紋甚至以前印字的微痕，有的為掩蓋還在芯片表面涂有一層薄涂料，看起來有點發(fā)亮，無塑膠的質(zhì)感。瑞泰威驅(qū)動IC廠家，是國內(nèi)IC電子元器件的代理銷售企業(yè)，專業(yè)從事各類驅(qū)動IC、存儲IC、傳感器IC、觸摸IC銷售，品類齊全，具備上百個型號產(chǎn)品原裝zheng品。

看打字，一般翻新的重新打子的（白字）用“天那水”（化學(xué)稀釋劑）可以把字擦除的一般為翻新貨，原裝貨是擦不掉的。近年來，隨著各種物理效應(yīng)在磁場測量中的應(yīng)用，各種弱磁測量的方法已經(jīng)逐漸趨于完善，而根據(jù)不同測量方法，各類磁傳感器也應(yīng)運而生?，F(xiàn)在的芯片絕大多數(shù)采用激光打標或用專用芯片印刷機印字，字跡清晰，既不顯眼，又不模糊且很難擦除。翻新的芯片要么字跡邊沿受清洗劑腐蝕而有“鋸齒”感，要么印字模糊、深淺不一、位置不正、容易擦除或過于顯眼。另外，絲印工藝現(xiàn)在的IC大廠早已淘汰，但很多芯片翻新因成本原因仍用絲印工藝，這也是判斷依據(jù)之一，絲印的字會略微高于芯片表面，用手摸可以感覺到細微的不平或有發(fā)澀的感覺。