微压阻式传感器有限元模拟及线性度优化设计

简介

薄膜结构微压阻式传感器在提高灵敏度过程中容易引入非线性误差，导致传感器输出性能变差。通过分析微压阻式传感器核心敏感元件结构，利用Ansys软件建立硅杯薄膜有限元分析模型，并通过弹性力学方法对有限元模拟的精确度进行验证。针对薄膜结构传感器非线性误差随灵敏度提升而急剧增加的问题，为了提高传感器的线性性能，通过在敏感薄膜下方集成双岛结构，并分析优化岛长和岛宽等结构参数，得到了一种输出线性度优良的双岛结构传感器模型。模型输出结果表明：双岛结构挠度线性度为0．8％，相比薄膜结构8．6％有了较大的改善，电压输出线性度为0．9％，能满足使用要求，且实现了高灵敏度下线性输出优良的传感器模型设计。