硅电容式微传感器PPT学习教案.pptx

硅电容式微传感器是一种在微电子机械系统（MEMS）技术中广泛应用的传感器类型，主要包含微加速度计、集成压力传感器和CMOS集成电容湿度传感器等。这些传感器因其微型化、高精度和低功耗等特点，在汽车安全、消费电子产品、环境监测等领域有广泛的应用。 微加速度计是硅电容式微传感器的一种典型代表，它的结构主要有梁-质量块结构和叉指电容结构。梁-质量块结构通过一个质量块连接到悬臂梁上，当受到加速度的影响时，质量块会因为惯性产生位移，改变与固定电极之间的电容，从而检测加速度。叉指电容结构则由多对交叉的电极构成，加速度的变化同样会导致电极间距离的变化，进而改变电容值，实现加速度的测量。常见的微梁结构有单梁、双梁和四梁等形式，例如ADXL系列的微机械电容式加速度传感器，具有小巧的体积和优异的性能。 集成压力传感器则是电容式传感器在压力测量领域的应用，它与压阻式传感器相比，具有小功耗、高阻抗、小静电力和良好的动态特性。电容式压力传感器的电容值会随着压力的变化而变化，由于其自身的发热小，不会显著影响测量结果，且能进行非接触式测量。例如，CP7电容式压力传感器，由原理图和结构图可见，它由电容的上下两极板组成，压力变化导致间距变化，从而改变电容值。 CMOS集成电容湿度传感器主要用于湿度的测量，有两种基本类型：直接感湿和间接感湿。直接感湿是指大气直接作为电介质，而间接感湿则是通过吸附空气中的水分改变电介质的电常数。常用的感湿介质包括多孔硅、聚酰亚胺和空气。电容湿度传感器的结构主要有三明治型和平铺型。三明治型由两层电介质中间夹一层湿度敏感材料，而平铺型则是在一个平面上布置叉指电极，湿度变化会影响电极间的电容。例如，平铺叉指结构和平面三明治叉指结构的湿度传感器设计，都能有效地感知环境湿度变化并转化为电容信号。 总结来说，硅电容式微传感器的三种主要类型——微加速度计、集成压力传感器和CMOS集成电容湿度传感器，都是基于电容变化来检测物理参数。它们利用硅材料的微加工技术，实现了微型化、高精度和高效能，广泛应用于各个技术领域，推动了科技的发展。