[實(shí)用新型]一種新型壓力傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202020805562.4
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN212110410U
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃向向;楊敏;洛倫佐·貝爾蒂尼;萊昂納多·薩爾代利;盧卡·盧斯基;關(guān)健;梁澤山;孫斯佳;張曉磊;陳琳
• 申請（專利權(quán)）人: 罕王微電子（遼寧）有限公司
• 主分類號: G01L1/18
• 分類號: G01L1/18;G01L1/22
• 代理公司: 沈陽晨創(chuàng)科技專利代理有限責(zé)任公司 21001
• 代理人: 張晨

一種新型壓力傳感器，其特征在于：包括惠斯通主橋電阻R1，惠斯通主橋電阻R2，惠斯通主橋電阻R3，惠斯通主橋電阻R4，惠斯通次級橋電阻R1’，惠斯通次級橋電阻R2’，惠斯通次級橋電阻R3’，惠斯通次級橋電阻R4’，惠斯通主橋輸入電源，惠斯通次級橋輸入電源，惠斯通主橋輸出，惠斯通次級橋輸出，薄膜；惠斯通主橋上帶有惠斯通主橋輸入電源和斯通主橋輸出端；惠斯通次級橋電阻R1’，惠斯通次級橋電阻R2’，惠斯通次級橋電阻R4’和惠斯通次級橋電阻R3’順次串聯(lián)形成惠斯通次級橋，惠斯通次級橋上帶有惠斯通次級橋輸入電源和惠斯通次級橋輸出端。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：原理結(jié)構(gòu)簡單，精度高，有效實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償，市場前景廣泛。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及傳感器領(lǐng)域，特別涉及了一種新型壓力傳感器。

背景技術(shù)

目前由于溫度變化引發(fā)的熱應(yīng)力變化影響著壓力傳感器穩(wěn)定性。本專利將設(shè)計(jì)一種新型壓力傳感器，補(bǔ)償由于溫度變化和其他原因引起的應(yīng)力變化。

壓力傳感器或封裝工藝的環(huán)境溫度會引起的產(chǎn)品薄膜形變，這是我們不希望看到的應(yīng)力源。如果壓力傳感器檢測到由于溫度變化等不明原因引起應(yīng)力變化，而產(chǎn)生了錯(cuò)誤的壓力數(shù)值。所以一般情況下，需要對壓力傳感器進(jìn)行補(bǔ)償。常見的方法是在連接補(bǔ)償ASIC(集成電路)，通過ASIC內(nèi)部溫度傳感器或者外部溫度傳感器的溫度信號在ASIC內(nèi)部進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償能是模擬信號也能是數(shù)字信號。另一種解決方案是溫度傳感器集成在壓力傳感器芯片中，通過為此功能增加電阻特性來實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償偏移。這兩種方法都需要校準(zhǔn)補(bǔ)償?shù)臏囟认禂?shù)，但是成本高，產(chǎn)量小。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是為了克服上述問題，特提供了一種新型壓力傳感器。

目前由于溫度變化引發(fā)的熱應(yīng)力變化影響著壓力傳感器穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)一種新型壓力傳感器，補(bǔ)償由于溫度變化和其他原因引起的應(yīng)力變化。

本實(shí)用新型提供了一種新型壓力傳感器，其特征在于：所述的新型壓力傳感器，包括惠斯通主橋電阻R1，惠斯通主橋電阻R2，惠斯通主橋電阻R3，惠斯通主橋電阻R4，惠斯通次級橋電阻R1’，惠斯通次級橋電阻R2’，惠斯通次級橋電阻R3’，惠斯通次級橋電阻R4’，惠斯通主橋輸入電源，惠斯通次級橋輸入電源，惠斯通主橋輸出，惠斯通次級橋輸出，薄膜；

其中：惠斯通主橋電阻R1、惠斯通主橋電阻R2、惠斯通主橋電阻R4和惠斯通主橋電阻R3順次串聯(lián)形成惠斯通主橋，惠斯通主橋上帶有惠斯通主橋輸入電源和斯通主橋輸出端；惠斯通次級橋電阻R1’，惠斯通次級橋電阻R2’，惠斯通次級橋電阻R4’和惠斯通次級橋電阻R3’順次串聯(lián)形成惠斯通次級橋，惠斯通次級橋上帶有惠斯通次級橋輸入電源和惠斯通次級橋輸出端；薄膜設(shè)置在電阻上，用來感受外部壓力。

所述的各電阻為摻雜的硅或多晶硅材料件。

所述的薄膜為硅薄膜件。

使用帶有四個(gè)電阻的薄膜，連接在惠斯通電橋中。

主要用來感受外部壓力。電阻材料能為摻雜的硅、多晶硅。

采用壓阻式壓力傳感器溫度補(bǔ)償方法，基于次級惠斯通電橋的設(shè)計(jì)，對由于溫度變化引起的機(jī)械應(yīng)力敏感，次級惠斯通電橋信號用來對壓阻壓力傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償；次級電信號來源于位于敏感薄膜上的次級惠斯通電橋，主惠斯通電橋?qū)τ谕饨鐟?yīng)力敏感，次級惠斯通電橋也能對外部壓力敏感，利用次級惠斯通電橋的信號能增強(qiáng)壓力傳感器靈敏度。

設(shè)計(jì)一個(gè)次級惠斯通電阻橋，次級惠斯通電阻橋?qū)嵴T導(dǎo)的應(yīng)力具有高靈敏度，同時(shí)對壓力不敏感。ASIC能使用次級橋的信號來消除主信號的雜散信號，次級橋直接測量的是薄膜應(yīng)力，而不是溫度。因此繞開了不確定性來源，如裝配/封裝封裝，使得補(bǔ)償偏移更有效。二級橋也能對壓力敏感，能通過設(shè)計(jì)使次橋信號具有與主橋信號相同的符號，而響應(yīng)于熱應(yīng)力，次橋信號具有與主橋信號相反的符號。通過這種方式，利用適當(dāng)?shù)男拚禂?shù)，能組合兩個(gè)信號，使得對熱應(yīng)力的總靈敏度為零，而相對于主橋，對壓力的總靈敏度增加。