MEMS压力传感器是什么它的工作的原理是什么

MEMS用微电子技术和微加工技术(包括硅体微加工、硅表面微加工、LIGA和晶片键合等技术)相结合的制造工艺，制造出各种性能优异、价格低廉、微型化的传感器、执行器、驱动器和微系统 微电子机械系统(MEMS)是近年来发展起来的一种新型多学科交叉的技术，该技术将对未来人类生活产生革命性的影响。

它涉及机械、电子、化学、物理、光学、生物、材料等多学科MEMS压力传感器就是一种基于微电子机械系统(MEMS)技术制造的压力传感器MEMS压力传感器利用微机械结构和电子元件相结合的方式来测量压力值，并将其转换成电信号输出。

　　MEMS压力传感器由微电子机械系统技术制造而成，通常由微机械结构和电子元件组成其中微机械结构通常包括薄膜、弹簧、振膜等，而电子元件则包括电容、电阻、电感等当外部压力施加到MEMS压力传感器的振膜上时，振膜发生微小的变形，这个变形会引起微机械结构中的弹簧或薄膜的变形。

这个变形会导致微机械结构中的电容、电阻等电子元件发生微小的变化这些变化可以被电路测量和放大，转换成电信号输出通过测量输出电信号的大小，就可以确定外部压力的大小　　MEMS压力传感器具有小型化、高精度、高灵敏度、低功耗等特点，广泛应用于工业、医疗、汽车、航空航天等领域。

例如，MEMS压力传感器可以用于测量液体或气体的压力，以及测量血压、呼吸等生理信号由于其高性能和低成本的优势，MEMS压力传感器已成为压力传感器领域的重要技术之一　　MEMS传感器的种类根据其工作作用、工作原理、工作环境的不同种类繁多，今天主要介绍的是其中的一种：MEMS压力传感器。

目前的MEMS压力传感器有硅压阻式压力传感器和硅电容式压力传感器，两者都是在硅片上生成的微机械电子传感器　　(1)MEMS硅压阻式压力传感器采用周边固定的圆形的应力杯硅薄膜内壁，采用MEMS技术直接将四个高精密半导体应变片刻制在其表面应力最大处，组成惠斯顿测量电桥，作为力电变换测量电路，将压力这个物理量直接变换成电量，其测量精度能达0.01%～0.03%FS。

硅压阻式压力传感器结构如图3所示，上下二层是玻璃体，中间是硅片，硅片中部做成一应力杯，其应力硅薄膜上部有一真空腔，使之成为一个典型的绝压压力传感器应力硅薄膜与真空腔接触这一面经光刻生成阻应变片电桥电路当外面的压力经引压腔进入传感器应力杯中，应力硅薄膜会因受外力作用而微微向上鼓起，发生弹性变形，四个电阻应变片因此而发生电阻变化，破坏原先的惠斯顿电桥电路平衡，电桥输出与压力成正比的电压信号。

　　(2)电容式压力传感器利用MEMS技术在硅片上制造出横格栅状，上下二根横隔栅成为一组电容式压力传感器，上横隔栅受压力作用向下位移，改变了上下二根横隔栅的间距，也就改变了板间电容量的大小，即△压力=△电容量。

　　MEMS传感器的加工工艺需要用到MEMS技术，基于已经相当成熟的微电子技术、集成电路技术及其加工工艺它与传统的IC工艺有许多相似之处，如光刻、薄膜沉积、掺杂、刻蚀、化学机械抛光工艺等，但是有些复杂的微结构难以用IC工艺实现，必须采用微加工技术制造。

微加工技术包括硅的体微加工技术、表面微加工技术和特殊微加工技术体加工技术是指沿着硅衬底的厚度方向对硅衬底进行刻蚀的工艺，包括湿法刻蚀和干法刻蚀，是实现三维结构的重要方法表面微加工是采用薄膜沉积、光刻以及刻蚀工艺，通过在牺牲层薄膜上沉积结构层薄膜，然后去除牺牲层释放结构层实现可动结构。

陶瓷是一种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的材料陶瓷基板具有更牢，更低阻的金属膜层，陶瓷的热稳定特性及它的厚膜电阻可以使它的工作温度范围高达-40 ～135 ℃，而且具有测量的高精度、高稳定性。

　　MEMS压力传感器广泛应用于汽车电子：如TPMS、发动机机油压力传感器、汽车刹车系统空气压力传感器、汽车发动机进气歧管压力传感器(TMAP)、柴油机共轨压力传感器;消费电子：如胎压计、血压计、橱用秤、健康秤，洗衣机、洗碗机、电冰箱、微波炉、烤箱、吸尘器用压力传感器，空调压力传感器，洗衣机、饮水机、洗碗机、太阳能热水器用液位控制压力传感器;工业电子：如数字压力表、数字流量表、工业配料称重等。

随着物联网时代的逐步到来，传感器现正被广泛应用于包括各类智能终端、智能汽车、生物医疗等在内的众多新兴领域，需求量与日俱增免责声明：本文来源：[中国传动网]的所有文字、图片、音视和视频文件，版权均为中国传动网(www.chuandong.com)独家所有。

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