收藏本站
《东南大学》 2004年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

CMOS集成二维风速传感器的研究

朱昊  
【摘要】:流量传感器是一种应用极为广泛的传感器,人们在很多场合下迫切需要灵敏度高、携带方便和成本较低的新型流量传感器。在CMOS MEMS技术兴起的推动下,当流量传感器的制造工艺与CMOS工艺兼容时,可以将信号处理电路同流量传感器制作在同一芯片上,批量生产降低生产成本。 本文提出的二维风速计是基于热原理设计的,是将传统的硅热流量传感器应用于风速的测量,制造工艺与CMOS工艺兼容。 该传感器热敏感元件为铝/N型多晶硅组成的热电堆,它基于自产生效应,也就是说不需要电能将热信号转变为电信号。传感器片上电路集成有控制电路和片上放大电路。 文中阐述了热流量传感器按照工作原理分类,针对各种工作模式从灵敏度、测量范围等方面进行了比较。在设计中对于热场的分析主要从灵敏度的角度进行了考虑,设计出了散热铝条的结构,使得在不通过微加工即可得到比较大的灵敏度,从而提高了传感器的分辨率。在敏感元件的设计中,本文引入了热堆等效电路模型,从而将热堆和电路混合模拟成为可能。系统的设计本文主要是通过计算机模拟的方式进行了设计,结合了等效电路模型和有限元工具的优点对整个系统进行模拟,将有限元分析的结果多项式拟合之后用宏定义带入Spice软件,从而优化了控制电路、传感器和处理电路之间的耦合,减少了试验次数。提出了一种不需要额外的热敏感元件实现传感器恒定温差工作的方法,这样既克服了传统的恒定温差需要引入额外敏感元件增加工艺复杂度,又能够在不影响测量的情况下,提高传感器的测量范围。 通过上述分析,设计出了几组可以对比的试验结构, 通过芯片流水试验和测试得出各种设计参数对传感器不同性能参数的影响,从而为以后的设计提供参考。文中还专门对于不腐蚀铝引线的硅腐蚀方法进行了讨论,将测试结果与微加工之前进行了对比,分析了加工的优缺点。整体的测试结果基本符合预期要求,实现了CMOS兼容。灵敏度比同类研究有所提高。
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TP212.1

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 余柏林;王瑞春;张卫丰;余法红;;集成微沟道空气流量传感器的动态特性[J];仪表技术;2011年07期
2 张亚鹏;王香婷;张广;陈炎;;基于MSP430的远程水表监控系统的研究[J];仪表技术;2011年08期
3 余全刚;朴林华;王星;;射流陀螺流场的有限元分析[J];北京信息科技大学学报(自然科学版);2011年04期
4 王玲;;产品[J];微纳电子技术;2011年07期
5 余先伦;陈猛;郑旭武;;光子晶体光纤压力传感器稳定性研究[J];光通信研究;2011年04期
6 王炽军;李妮妮;张鹏;;汽车动态油耗在线检测系统研究[J];汽车零部件;2011年07期
7 于葛亮;卜雄洙;史晓君;熊长兵;;基于纵向激励的铁基非晶带弱磁传感器研究[J];南京理工大学学报;2011年03期
8 王星;朴林华;余全刚;;气流式角速度陀螺的温度场和压强有限元分析[J];北京信息科技大学学报(自然科学版);2011年04期
9 阮晓东;巴静;陈晖;陈文昱;傅新;;基于PVDF薄膜的流场动态压力检测方法的研究[J];传感器与微系统;2011年07期
10 叶娟;李新娥;李政清;;微小型一体化电容式测压器的设计与实现[J];传感器与微系统;2011年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 胡均万;罗锡文;陈海波;陈树人;张智刚;;平板冲击式谷物流量传感器的弹性应变分析[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
2 唐锟;韦先霜;王双保;;基于红外流量传感器的客流监测系统的设计[A];第九届全国光电技术学术交流会论文集(下册)[C];2010年
3 胡均万;;冲击式谷物流量传感器的冲击特性有限元分析[A];中国农业工程学会2011年学术年会(CSAE 2011)论文摘要集[C];2011年
4 陈友明;郝小礼;;用小波分析识别空调系统的流量传感器故障[A];全国暖通空调制冷2004年学术文集[C];2004年
5 王会明;吕钊钦;侯加林;;喷射流量传感器的研制[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年
6 帕提曼·尼扎木丁;阿布力孜·伊米提;阿达来提·阿不都热合曼;;LiFe_(1-0.01x)Ni_(0.01x)PO_4敏感元件的光电气敏性研究[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年
7 郭以述;;敏感元件和传感器[A];中国电子学会第七届学术年会论文集[C];2001年
8 ;第十届全国敏感元件与传感器学术会议(STC2007)会议组织机构[A];第十届全国敏感元件与传感器学术会议论文集[C];2007年
9 廖波;张捷;韦钦;;纳米半导体电容型CO_2气体敏感元件研制[A];第一届全国纳米技术与应用学术会议论文集[C];2000年
10 卢岩;陈学超;金国春;;Savina呼吸机介绍与潮气量低的故障维修探讨[A];2009年浙江省医学工程学术年会论文汇编[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 焦红敏 编译;日本敏感元件市场日益活跃[N];中国电子报;2001年
2 记者 孟晶;聚醚醚酮用于电磁式流量传感器[N];中国化工报;2009年
3 ;手机新增功能带动敏感元件市场增长[N];中国电子报;2004年
4 CCID微电子研究所;敏感元件及传感器市场提速[N];中国电子报;2002年
5 ;双干簧管水表流量传感器[N];中国有色金属报;2003年
6 江西 高振伟;多用途可调插座电路[N];电子报;2006年
7 《人民政协报》记者 武珍;我省重点支持新型瓦斯传感器研发[N];山西政协报;2008年
8 ;热敏电阻及传感器发展趋势[N];中国机电日报;2001年
9 吴琼;陶瓷敏感元件前景广阔[N];中国电子报;2000年
10 静水;黄强到江航公司工作调研[N];中国航空报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朴立华;浮子流量传感器结构优化与粘度影响研究[D];天津大学;2011年
2 刘欢;微纳半导体陶瓷及其敏感元件研究[D];华中科技大学;2008年
3 刘亚欣;非接触式微量生物试剂分配技术及系统研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
4 吴春生;仿生嗅觉细胞及受体传感器的研究[D];浙江大学;2009年
5 靳映霞;压电射流角速度传感器原理结构及性能研究[D];北京邮电大学;2008年
6 桂阳海;纳米ZnO基气敏元件制备及在易燃、易爆物检测中的应用研究[D];华中科技大学;2006年
7 张世荣;热式气体质量流量测量及补偿算法研究[D];华中科技大学;2007年
8 宦双燕;采用分子印迹技术构建电化学传感器界面的研究[D];湖南大学;2005年
9 王肖芬;流量传感器信号建模、信号处理及系统研究[D];合肥工业大学;2007年
10 卫开夏;非满管电磁流量传感器若干关键技术研究[D];上海大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 程颖;热膜式流量传感器设计与研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 朱昊;CMOS集成二维风速传感器的研究[D];东南大学;2004年
3 王元龙;塑性敏感元件特征参数自动测量仪的研制[D];南京理工大学;2012年
4 芦琦;基于测热式原理的集成微流体流量传感器的设计、制作及信号处理[D];上海交通大学;2011年
5 刘宇;矿用明渠超声波流量传感器的设计与实现[D];西安科技大学;2012年
6 任晓峰;华汇公司水流量传感器营销策略研究[D];西南财经大学;2003年
7 姚文娟;基于光纤布拉格光栅的流量传感器研究[D];大连理工大学;2012年
8 戴绍新;敏感元件电参数自动分选系统研究[D];华中科技大学;2004年
9 廖妍;光纤光栅V型内锥式流量传感器[D];北京化工大学;2005年
10 常立丽;基于光纤传感的流量测量系统研究[D];山东大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026