微傳感器研究的現狀與發展方向

壓阻式壓力傳(chuan) 感器由於(yu) 受耐溫限製隻能用於(yu) 120℃以下的工作溫度然而在許多領域迫切需要能夠在高低溫下正常工作的壓力傳(chuan) 感器,例如測量鍋爐、管道、高溫容器內(nei) 的壓力井下壓力和各種發動機腔體(ti) 內(nei) 的壓力。目前對高溫壓力傳(chuan) 感器的研究主要包括SOS、SOI、SiC、Poly??Si合金薄膜濺射壓力傳(chuan) 感器、高溫光纖壓力傳(chuan) 感器、高溫電容式壓力傳(chuan) 感器等。其中6H??SiC高溫壓力傳(chuan) 感器可望在600℃下應用。
開發諧振式壓力傳(chuan) 感器。 
微機械諧振式壓力傳(chuan) 感器除了具有普通微傳(chuan) 感器的優(you) 點外還具有準數字信號輸出分辨力和測量精度高的優(you) 點。矽微諧振式傳(chuan) 感器的激勵/檢測方式有電磁激勵/電磁拾振、靜電激勵/電容拾振、逆壓電激勵/壓電拾振、電熱激勵/壓敏電阻拾振和光熱激勵/光信號拾振。其中電熱激勵/壓敏電阻拾振的微諧振式壓力傳(chuan) 感器價(jia) 格低廉與(yu) 工業(ye) IC技術兼容可將敏感元件與(yu) 信號調理電路集成在1塊芯片上，德圖煙氣分析儀(yi) 具有誘人的應用前景。目前主要有中科院電子所、北京航空航天大學和西安交通大學從(cong) 事這方麵的研究精度可達到0.37％。我們(men) 在研究中發現這種傳(chuan) 感器的溫度交叉靈敏度較大為(wei) 此設計了一種具有溫度自補償(chang) 功能的複合微梁諧振式壓力傳(chuan) 感器。諧振器由在同一矽片上製作的微橋諧振器和微懸臂梁諧振器組成微橋諧振器和微懸臂梁諧振器材料相同厚度相等或相近製作工藝相同同時製作因而二者對溫度變化可以同步響應。通過數據融合技術作為(wei) 溫敏元件的微懸臂梁諧振器的諧振頻率實時補償(chang) 溫度變化對微橋諧振器諧振頻率的交叉靈敏度。經補償(chang) 的諧振式壓力傳(chuan) 感器的溫度交叉靈敏度減小了兩(liang) 個(ge) 數量級。光熱激勵/光學信號檢測的微諧振式壓力傳(chuan) 感器具有抗電磁幹擾、防爆等優(you) 點是對電熱激勵/壓敏電阻拾振的微諧振式壓力傳(chuan) 感器的有益補充但是需要複雜的光學係統不易實現成本較高。 
微加速度傳(chuan) 感器 
矽微加速度傳(chuan) 感器是繼微壓力傳(chuan) 感器之後第二個(ge) 進入市場的微機械傳(chuan) 感器。其主要類型有壓阻式、電容式、力平衡式和諧振式。其中有吸引力的是力平衡加速度計，粗糙度儀(yi) 其典型產(chan) 品是Kuehnel等人在1994年報道的AGXL50型其結構包括4個(ge) 部分：質量塊、檢測電容、力平衡執行器和信號處理電路集成製作在3mm×3mm的矽片上其中機械部分采用表麵微機械工藝製作，超聲波硬度計電路部分采用BiCMOSIC技術製作。隨後Zimmermann等人報道了利用SIMOXSOI芯片製作的類似結構Chan等人報道了測量範圍在5g和1g的改進型力平衡式加速度傳(chuan) 感器。這種傳(chuan) 感器在汽車的防撞氣袋控製等領域有廣泛的用途成本在15美元以下。 
在微加速度傳(chuan) 感器的研製方麵也作了大量的工作如西安電子科技大學研製的壓阻式微加速度傳(chuan) 感器和清華大學微電子所開發的諧振式微加速度傳(chuan) 感器。後者采用電阻熱激勵、壓阻電橋檢測的方式其敏感結構為(wei) 高度對稱的4角支撐質量塊形式在質量塊4邊與(yu) 支撐框架之間製作了4個(ge) 諧振梁用於(yu) 信號檢測。 
微機械陀螺 
角速度一般是用陀螺儀(yi) 來進行測量的。傳(chuan) 統的陀螺儀(yi) 是利用高速轉動的物體(ti) 具有保持其角動量的特性來測量角速度的。