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高灵敏度SiC动态高温压力传感器仿真研究

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为了提高碳化硅(SiC)动态高温压力传感器的灵敏度,采用p型SiC材料,同时对传感器的敏感单元的不同结构——方膜和圆膜,利用Ansys软件进行了静力学仿真与分析,并完成了敏感芯片的尺寸设计.仿真结果表明:优化后的传感器输出灵敏度为14.2µV/(V·kPa).在100~600℃内非线性误差小于1.53%.动态仿真表明:传感器的固有频率为481 kHz,传感器可以在160 kHz高频环境中安全工作,该结果为进一步制备SiC高温压力传感器奠定了理论支撑.
Research on simulation of high sensitivity SiC dynamic high temperature pressure sensor
In order to improve the sensitivity of silicon carbide(SiC)dynamic high temperature pressure sensor,the p-type SiC material is used.At the same time,the statics simulation and analysis of the different structure of sensitive unit of the sensor,square film and round film,are carried out by Ansys software,and size of the sensitive chip is designed.Simulation result shows that output sensitivity of the optimized sensor is 14.2 μV/(V·kPa),nonlinear error is less than 1.53%in the range of 100~600 ℃.The dynamic simulation show that the natural frequency of the sensor is 481 kHz,and the sensor can work safely in high frequency environment of 160 kHz.The results lay a theoretical support for further preparation of SiC high temperature pressure sensor.

SiChigh temperature pressure sensorfinite element analysishigh sensitivity

李强、梁庭、雷程、李永伟、周行健

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中北大学动态测试技术国家重点实验室,山西太原 030051

太原工业学院自动化系,山西太原 030051

碳化硅 高温压力传感器 有限元分析 高灵敏度

山西省重点研发计划资助项目中央引导地方科技发展资金资助项目山西省自然科学基金资助项目

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2024

传感器与微系统
中国电子科技集团公司第四十九研究所

传感器与微系统

CSTPCD北大核心
影响因子:0.61
ISSN:1000-9787
年,卷(期):2024.43(1)
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