[发明专利]一种基于MEMS技术的硅微机械谐振压力传感器

说明书

本发明公开了一种基于MEMS技术的硅微机械谐振压力传感器，包括芯片和光纤，所述芯片的一侧设有光测腔，所述芯片的另一侧设有感压腔，所述光测腔与所述感压腔之间设为感压片，所述感压片上设有微桥谐振片，所述光测腔底部错开所述感压片的区域设有微悬臂谐振片，所述光纤设有两根，其中一根光纤对准所述微桥谐振片设置，另一根光纤对准所述微悬臂谐振片设置。本发明可有效消除由于环境温度对压力测量精度的影响，扩大其适用范围。

技术领域

本发明公开了一种基于MEMS技术的硅微机械谐振压力传感器，属于压力传感器领域。

背景技术

基于MEMS技术的硅微机械谐振压力传感器是目前精度最高的硅微压力传感器，它通过检测物体的固有频率间接地测量压力，为准数字信号输出。该压力传感器的精度主要受结构机械特性的影响，因此其抗干扰能力很强，性能稳定。除此之外，硅微机械谐振压力传感器还具有响应快、频段宽、结构紧凑、功耗低、体积小、重量轻、可批量生产等众多优点，一直是各国研究和开发的重点。

MEMS是Micro Elector Mechanical Systems的简称，其中文名称为微机电系统，有时也称为微机械、微系统或微电子机械系统。硅微机械谐振压力传感器是MEMS最早商业化的产品之一，至今已有四十多年的历史。

基于MEMS技术的硅微机械谐振压力传感器由于其精度高、诸多性能优的特性被广泛应用于航空航天、海洋探测、石油化工等行业。近年来，在航空航天以及石油化工等领域对耐高温压力传感器的需求日益迫切，高性能、微型化耐高温压力传感器成为当前国际研究的热点之一。

目前，这类基于MEMS技术的硅微机械谐振压力传感器由于温度交叉灵敏度较大，特别是在超高温环境下，其测量精度会受到极大的影响，因此亟需对其改进，以扩大其适用范围。

发明内容

本发明提供了一种基于MEMS技术的硅微机械谐振压力传感器，有效消除由于环境温度对压力测量精度的影响，扩大其适用范围。

本发明的一方面涉及一种基于MEMS技术的硅微机械谐振压力传感器，包括芯片和光纤，所述芯片的一侧设有光测腔，所述芯片的另一侧设有感压腔，所述光测腔与所述感压腔之间设为感压片，所述感压片上设有微桥谐振片，所述光测腔底部错开所述感压片的区域设有微悬臂谐振片，所述光纤设有两根，其中一根光纤对准所述微桥谐振片设置，另一根光纤对准所述微悬臂谐振片设置。

进一步地，所述微桥谐振片与所述微悬臂谐振片采用相同材料及设为相同的厚度制作而成。

进一步地，还包括壳体，所述芯片设于所述壳体内，所述光纤的一端位于所述壳体内，所述光纤的另一端位于所述壳体外，所述壳体内设有连通壳所述体外侧和所述感压腔的气孔。

进一步地，所述壳体包括上壳和下壳，所述上壳盖于所述下壳上，所述芯片设有光测腔的一侧贴靠于所述下壳上端，所述上壳下部设有容纳腔，所述芯片设于所述容纳腔中。

进一步地，所述气孔设于所述上壳内，且所述气孔贯通所述容纳腔，所述芯片与容纳腔的四周及顶侧内壁之间均设有间隙。

进一步地，所述上壳设为陶瓷上壳，所述下壳为陶瓷下壳，所述陶瓷上壳与所述陶瓷下壳之间采用高温陶瓷胶粘接。

进一步地，所述光测腔设为真空腔。

进一步地，还包括底板，所述底板盖设于所述芯片设有所述光测腔的一侧用于封盖所述光测腔。

进一步地，所述芯片设为硅片。

进一步地，所述光纤设为蓝宝石光纤。