長沙稱重模塊的工作原理與應用場（chǎng）合（hé）說明 介紹：

長沙稱重模塊在測量過程中（zhōng），壓力直（zhí）接（jiē）作用在傳感器的膜片上，使膜片產生與介質壓力成正比（bǐ）的微位移，使傳感器（qì）的電阻發生變化，同時通過電子線路檢測這一變化，並轉（zhuǎn）換輸出一個（gè）對應於這個壓力的標準信號，這樣的過程就是長沙稱重模塊進行測量的過程。

對於長沙稱重模塊來說，靈敏度和線性（xìng）度是微壓力傳感器zui重要的兩個性能指標。為了製作出能夠滿足實際應用需求的傳感器（qì），必需探索出一種微壓力傳（chuán）感器靈敏度和線（xiàn）性（xìng）度（dù）的有效（xiào）仿真方法（fǎ）。實際的研究中（zhōng），發現（xiàn）一種基於對壓（yā）阻式（shì）壓力傳感器薄膜（mó）表麵應力的有（yǒu）限元分析(FEA)和路徑積分的仿真（zhēn）方（fāng）法。通（tōng）過這一方法實現（xiàn）了在滿量程範圍（wéi）內不同壓力值下（xià）對傳感器電壓輸出值的（de）精確估計，在此基礎上對壓力傳感器（qì）的（de）靈（líng）敏度（dù）和線性度進（jìn）行了有效仿真（zhēn）。

長沙稱重模塊（kuài）發（fā）展迅速，新研製出的一類傳感器采用壓（yā）電單晶片（piàn）結構，並內置前置放大器，通過放大器放大微弱信號並實現阻抗變換，從（cóng）而使傳感器具有量程小、靈敏度高、抗幹擾性好等特點。這類傳感器已廣泛用（yòng）於（yú）脈搏、管壁壓力波動等微小（xiǎo）信號（hào）的檢測。但與此同時（shí），對於長沙稱重模塊（kuài）精準度的檢驗這一技術難題，就迫切需要簡便的測量（liàng）裝置測量該類型傳感器的性能。

為（wéi）了解決微壓力傳感器靈敏度和非線性的（de）矛盾，在結構上，綜合（hé）梁膜結構與平膜雙島結構的優點，采用雙島-梁結構。島區的麵積不是按比例放大或縮（suō）小（xiǎo）。首先，為了增加靈敏度，應（yīng）盡可能減小窄梁區的長度和寬度。因為從對“梁-膜-島（dǎo）”結構的有限元分析和近似解析分析中發現，減小窄梁區的（de）長度和（hé）寬度（dù）可以明顯地使梁上的應力增大。並且（qiě）當中間窄梁的長度約為兩邊窄（zhǎi）梁長度（dù）的2倍（bèi）時，器件的線性（xìng）度（dù）zui好（hǎo）。雖然有雙島限（xiàn）位結構，但在高過載（zǎi）情況下，矽膜將首先從島的邊區和角區破裂。這是因為傳統的（de）島膜結構都是采用常規的（de）有掩模的（de）各向異（yì）性濕法腐蝕，從矽片背麵形成矽膜（mó）和背島。矽（guī）膜是晶麵，邊框和背大島側麵都是晶麵，夾角為54.74°的銳（ruì）角。根據力學原（yuán）理，在（zài）角區存（cún）在應力集中效（xiào）應，使矽膜在正麵（miàn）或背麵受壓以後，角區會具（jù）有應力的極（jí）值，因此破裂首先從該處發生（shēng）。引入應力勻散結構以後，使角區變成具有一（yī）定曲率的圓角（jiǎo）區，使該區的（de）應力極值下降。在矽膜與邊（biān）框或（huò）背島（dǎo）的交界處要形成（chéng）有一定曲率半經的緩變結（jié）構，采用一般的（de）常規各（gè）向異性濕（shī）法腐蝕是無法實現的。為此，采用（yòng）了掩模（mó）-無掩模各向異性濕法腐蝕技術。

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