[发明专利]基于力平衡原理的电容式压力传感器在审
申请号: | 201810641573.0 | 申请日: | 2018-06-21 |
公开(公告)号: | CN108775977A | 公开(公告)日: | 2018-11-09 |
发明(设计)人: | 胡波;李森林 | 申请(专利权)人: | 胡波;李森林 |
主分类号: | G01L1/14 | 分类号: | G01L1/14;G01L9/12 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 100000 北京市朝*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | 本发明公开了一种基于力平衡原理的电容式压力传感器,其压力敏感单元包括上电极硅片、中心电极硅片、下电极硅片、二氧化硅绝缘层、可移动的质量块、第一压力通孔、第二压力通孔;中心电极硅片位于顶部电极硅片和下电极硅片之间,上电极硅片与中心电极硅片之间、中心电极硅片和下电极硅片之间都设有二氧化硅绝缘层,可移动的质量块位于中心电极硅片上,第一压力通孔和第二压力通孔位于中心电极硅片的中间两侧,形成两个在压力的作用下同时变化的两个差动电容;为其压力敏感单元所匹配的控制接口电路单元由C2V(电容转换为电压)、P‑I‑(D)(比例‑积分(‑微分,可选))、FB(反馈)、载波等单元组成,与传感单元组成了工作环路,实现了压力传感器的力平衡原理控制的工作方式。本发明提高了精度、线性度,增强了抗干扰能力,增强了过压保护能力,提高了稳定性和可靠性。 | ||
搜索关键词: | 硅片 中心电极 压力通孔 力平衡 下电极 电容式压力传感器 二氧化硅绝缘层 压力敏感单元 可移动 质量块 电极 控制接口电路 抗干扰能力 压力传感器 差动电容 传感单元 电容转换 顶部电极 工作环路 过压保护 线性度 可选 匹配 反馈 | ||
【主权项】:
1.一种基于力平衡原理的电容式压力传感器,其特征在于,其压力敏感单元包括上电极硅片、中心电极硅片、下电极硅片、二氧化硅绝缘层、可移动的质量块、第一压力通孔、第二压力通孔;中心电极硅片位于上电极硅片和下电极硅片之间,上电极硅片与中心电极硅片之间、中心电极硅片和下电极硅片之间都设有二氧化硅绝缘层,可移动的质量块位于中心电极硅片上,第一压力通孔和第二压力通孔位于上电极硅片和下电极硅片的中间,而且第一压力通孔和第二压力通孔位于中心电极的质量块的中心两侧,形成两个在压力的作用下同时变化的两个差动电容;为其压力敏感单元所匹配的控制接口电路单元包含了C2V(电容转换为电压)、P‑I‑(D)(比例‑积分(‑微分,可选))、FB(反馈)、载波等单元,C2V单元实现了将敏感单元的电容变化量转化为电压变化量,P‑I‑(D)实现了力平衡原理控制的幅值裕度/相位裕度的调整,使其满足力平衡原理控制的要求,FB实现敏感单元的静电力与敏感到的外界压力达到平衡状态,载波提供了整个系统工作的载波。
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