基于双螺旋式加热器的柔性MEMS流量传感器
文档名：基于双螺旋式加热器的柔性MEMS流量传感器
摘要：针对传统流量传感器的量程限制,提出了一种基于双螺旋结构加热器的柔性基底微机电系统(MEMS)热式流量传感器.在基底上打出均匀通孔阵列以降低热传导损耗,两对测温电阻对称分布在加热器两侧,以获得较宽量程,在微小流量与大流量下均表现出较高灵敏度.采用基于惠斯通电桥的检测电路实现输出电压的测量,同时保持加热器与环境温度恒定温差200K,对电阻自热进行补偿.传感器工作温度-100～400℃,量程为0～60m/s;低流速下灵敏度约为12.75V/(m·s-1),分辨率可达0.001mm/s,高流速下灵敏度约为1.4mV/(m·s-1),功耗低至1.3mW.
Abstract：Toovercometherangelimitationoftraditionalflowsensors,aflexiblesubstrateMEMSthermalflowsensorbasedondoublehelixstructureheaterisproposed.Toreducetheheatconductionloss,anuniformthrough-holearrayismadeonthesubstrate.Twopairsoftemperaturemeasurementresistorsaresymmetricallydistributedonbothsidesoftheheater,resultinginawiderangeandhighsensitivityatbothsmallandlargeflow.TheoutputvoltageismeasuredusingadetectioncircuitbasedonWheatstonebridge,atthesametime,maintainaconstanttemperaturedifferenceof200Kbetweentheheaterandtheambienttemperaturetocompensatefortheself-heatingoftheresistor.Theoperatingtemperatureofthesensoris-100～400℃,andtherangeis0～60m/s.Thesensitivityisabout12.75V/(m·s-1)atlowflowrateswitharesolutionof0.001mm/s,thesensitivityisabout1.4mV/(m·s-1)atahighflowrate.Thepowerconsumptionisaslowas1.3mW.
作者：王琪冯建国马渊明陈兴许高斌Author：WANGQiFENGJianguoMAYuanmingCHENXingXUGaobin
作者单位：合肥工业大学安徽省微电子机械系统工程技术研究中心微电子学院,安徽合肥230009
刊名：传感器与微系统
Journal：TransducerandMicrosystemTechnologies
年，卷(期)：2024, 43(2)
分类号：TP212
关键词：微机电系统热流量双螺旋结构热温差式柔性
Keywords：MEMSheatflowsensordoublehelixstructurethermaltemperaturedifferencetypeflexible
机标分类号：TN433TG242TP212
在线出版日期：2024年2月26日
基金项目：国家重点研发计划，中央高校基本科研业务费专项资金资助项目，中央高校基本科研业务费专项资金资助项目，安徽省发改委研发创新资助项目基于双螺旋式加热器的柔性MEMS流量传感器[
期刊论文]传感器与微系统--2024, 43(2)王琪冯建国马渊明陈兴许高斌针对传统流量传感器的量程限制,提出了一种基于双螺旋结构加热器的柔性基底微机电系统(MEMS)热式流量传感器.在基底上打出均匀通孔阵列以降低热传导损耗,两对测温电阻对称分布在加热器两侧,以获得较宽量程,在微小流量与...参考文献和引证文献
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引证文献
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