高性能MEMS智能压力传感器系统的研制文献综述

 2024-08-09 23:25:40
摘要

高性能MEMS智能压力传感器系统是近年来传感器领域备受关注的研究方向,它结合了微机电系统(MEMS)、智能算法和集成电路技术,具有体积小、灵敏度高、精度高、智能化程度高、可靠性高等优点,在航空航天、生物医疗、工业控制、环境监测等领域具有广泛的应用前景。

本文首先阐述了MEMS智能压力传感器系统的概念及其意义,然后综述了国内外MEMS压力传感器的研究现状,包括不同敏感结构、制造工艺、信号处理算法等方面的研究进展,并分析了现有技术的优势和不足。

接着,本文重点介绍了高性能MEMS智能压力传感器系统的设计与实现方法,包括敏感结构设计、信号调理电路设计、微处理器选型、温度补偿算法、非线性校正算法、数字滤波算法等关键技术。

最后,本文对高性能MEMS智能压力传感器系统的未来发展趋势进行了展望。

关键词:MEMS;压力传感器;智能传感器;信号处理;温度补偿

1.引言

微机电系统(Micro-Electro-MechanicalSystem,MEMS)是将微电子技术与机械工程融合的产物,利用微加工技术将传感器、执行器、机械结构、信号处理和控制电路等集成于一体,形成微型化、智能化系统。

MEMS智能压力传感器系统作为MEMS技术的重要应用领域之一,近年来发展迅速,其核心部件MEMS压力传感器芯片利用压阻、压电、电容等效应将压力变化转换为电信号,再经信号调理电路放大、滤波、模数转换等处理后,送入微处理器进行智能化处理,最终实现对压力的精确测量和控制[1-3]。


MEMS智能压力传感器系统具有传统压力传感器无法比拟的优势,包括:
体积小、重量轻:MEMS技术可制造微米级尺寸的传感器结构,易于集成到各种小型化设备中。

高灵敏度、高精度:MEMS传感器结构对压力变化敏感,可实现高分辨率和高精度的压力测量。

低功耗:MEMS器件功耗低,适用于电池供电的便携式设备。

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