MEMS硅壓阻汽車壓力傳感器特性詳解

　　圖3敏感元件封裝

　　如圖3的敏感芯體封接在金屬螺紋底座上形成進壓的腔道后成為一個可安裝的壓力測量前端，見圖4。

　　圖4可安裝的壓力測量前端

　　此封裝技術可以承載至少15 MPa的壓力，若經(jīng)特殊處理可承載100 MPa的壓力。

2傳感器的倍號智能調(diào)理設計

　　如圖2傳感器輸出電壓信號Vo=VB△R／R（R1=R2=R3=R4，△R1=△R2=△R3=△R4），在理想狀態(tài)下其信號輸出是一個線性變化值。但是單晶硅材料的傳感器屬于半導體傳感器其受溫度的影響比較大。這使得傳感器在環(huán)境溫度變化時輸出呈現(xiàn)變化，影響讀出精度。對圖2的電橋加入溫度對電橋的影響得出下式：

　　則

　　理想狀態(tài)下若：

　　但是在汽車應用環(huán)境中溫度的影響很大，所以必需采用補償技術。圖5為一組實測得的未補償過的傳感器的寬溫度范圍溫度壓力曲線圖。顯而易見，在汽車常用的工作溫區(qū)，溫度引入的讀出誤差達到了10％左右，這顯然是不允許的。傳統(tǒng)的補償方法是在橋臂上串并聯(lián)電阻法補償，為提升工作效率采用激光修調(diào)預先制作在陶瓷基板上的厚膜電阻網(wǎng)絡的辦法來實現(xiàn)。但是此法有很多的缺點和局限性，并且寬溫度區(qū)的補償后精度也僅為2％～3％，達不到汽車測壓的要求。

　　圖5 寬溫度范圍下壓力信號輸出曲線

　　通過采用數(shù)字化的信號處理將傳感器的微弱信號轉化為標準電壓信號，并且植入模型算法將輸出的標準信號補償?shù)揭欢ǖ木确秶鷥?nèi)，是當代最新的傳感器信號調(diào)理技術。

　　信號處理鏈路框圖，圖6所示。