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美國E+E壓力傳感器力學(xué)性能分析
傳感器技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志，它與通信技術(shù)、計算機技術(shù)構(gòu)成現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業(yè)。

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壓力傳感器是工業(yè)實踐中zui為常用的一種傳感器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業(yè)，下面就簡單介紹一些常用傳感器原理及其應(yīng)用。另有醫(yī)用壓力傳感器。 彪賀（上海）儀器儀表有限公司，是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的壓力傳感器廠家，公司專業(yè)研制和生產(chǎn)傳感器、變送器、自動化儀器儀表、工業(yè)控制系統(tǒng)，也可以根據(jù)客戶的需求提供專業(yè)化的開發(fā)和測試解決方案。為確保我們的產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)的有效性、規(guī)范化和流程化，確保zui大限度的顧客滿意度，我們嚴(yán)格按照 ISO9000 質(zhì)量保證體系來實現(xiàn)公司內(nèi)部的嚴(yán)密管理程序和顧客端的靈活優(yōu)化服務(wù)水平。在各種傳感器中，硅壓力傳感器是應(yīng)用的一種。但目前使用的硅壓力傳感器主要是擴散硅壓力傳感器，其應(yīng)變電橋采用P型擴散電阻，而應(yīng)變膜是N型硅襯底，兩者之間是自然的PN結(jié)隔離，當(dāng)工作溫度超過120℃時，應(yīng)變電阻與襯底間的PN結(jié)漏電加劇，使傳感器特性嚴(yán)重惡化以至失效，因而不能在較高溫度環(huán)境下進(jìn)行壓力測量，而石油、汽車、航天等領(lǐng)域的使用要求，使耐高溫壓力傳感器的研究成為必然。 采用SIMOX(separation by implanted oxygen)技術(shù)制作的二氧化硅介質(zhì)隔離的SOl(silicon on insulator)力敏元件，取消了PN結(jié)，使壓力傳感器的耐高溫、隔離性能得到了提高。研究耐高溫微型壓力傳感器應(yīng)變膜表面應(yīng)力分布是本文的核心，圍繞這一核心，本文首先用彈性力學(xué)和板殼理論分析耐高溫微型壓力傳感器應(yīng)變膜的應(yīng)力分布，為力敏電阻在應(yīng)變膜上的布置提供理論依據(jù)；其次用有限元分析方法和借助ANSYS仿真軟件，對耐高溫微型壓力傳感器應(yīng)變膜進(jìn)行了一系列的分析和計算機模擬，探討了應(yīng)變膜表面應(yīng)力分布、應(yīng)力模型簡化的合理性和應(yīng)變膜尺寸對應(yīng)力差分布的影響，得到了直觀可靠的結(jié)果；然后研究了如何用ANSYS軟件實現(xiàn)彈性元件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，建立了耐高溫微型壓力傳感器彈性元件的力學(xué)模型、優(yōu)化參數(shù)模型、優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，并且對設(shè)計空間進(jìn)行了探討，用ANSYS的參數(shù)化設(shè)計語言編制了分析文件和優(yōu)化控制文件，經(jīng)計算獲得*結(jié)果，優(yōu)化結(jié)果表明該方法對傳感器的彈性元件結(jié)構(gòu)起到了很好的優(yōu)化效果；并用ANSYS對*設(shè)計的輸出輸入關(guān)系及設(shè)計變量和目標(biāo)函數(shù)的關(guān)系進(jìn)行了數(shù)值模擬；zui后運用ANSYS軟件從模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析、瞬態(tài)結(jié)構(gòu)動力學(xué)三個方面對傳感器彈性元件的動態(tài)特性進(jìn)行了研究，得出傳感器彈性元件有良好的動態(tài)響應(yīng)特性。

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主要創(chuàng)新點如下：一、用數(shù)值計算的方法證明了單層膜近似模型在一般工程應(yīng)用中的合理性；二、對應(yīng)變膜進(jìn)行了深入的模擬分析：包括應(yīng)變膜長寬比和厚度對耐高溫壓力傳感器理淪輸出的影響；三、利用ANSYS軟件實現(xiàn)應(yīng)變膜的優(yōu)化，提高了傳感器的靈敏度；四、采用MEMS軟件InliSuite中的AnsiE模擬了硅杯的各向異性腐蝕，驗證了設(shè)計方案的可行性。五、對傳感器彈性元件進(jìn)行動態(tài)特性分析，得出傳感器彈性元件有良好的動態(tài)響應(yīng)特性。