[发明专利]闭环工作方式的电容式压力传感器

说明书

本发明公开了一种闭环工作方式的电容式压力传感器，其包括顶部电极硅片、中心电极硅片、下电极硅片、二氧化硅绝缘层、可移动的质量块、第一压力通孔、第二压力通孔；中心电极硅片位于顶部电极硅片和下电极硅片之间，顶部电极硅片与中心电极硅片之间、中心电极硅片和下电极硅片之间都设有二氧化硅绝缘层，可移动的质量块位于中心电极硅片上，第一压力通孔位于顶部电极硅片的中间，第二压力通孔位于中心电极硅片的中间。本发明提高了精度、线性度，增强了抗干扰能力，增强了过压保护能力，提高了稳定性和可靠性。

技术领域

本发明涉及一种压力传感器，特别是涉及一种闭环工作方式的电容式压 力传感器。

背景技术

压力传感器(Pressure Transducer)是能感受压力信号，并能按照一定的 规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。压力传感器通常 由压力敏感元件和信号处理单元组成。按不同的测试压力类型，压力传感器 可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种闭环工作方式的电容式压力传 感器，其提高了精度、线性度，增强了抗干扰能力，增强了过压保护能力， 提高了稳定性和可靠性。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种闭环工作方式 的电容式压力传感器，其特征在于，其包括顶部电极硅片、中心电极硅片、 下电极硅片、二氧化硅绝缘层、可移动的质量块、第一压力通孔、第二压力 通孔；中心电极硅片位于顶部电极硅片和下电极硅片之间，顶部电极硅片与 中心电极硅片之间、中心电极硅片和下电极硅片之间都设有二氧化硅绝缘 层，可移动的质量块位于中心电极硅片上，第一压力通孔位于顶部电极硅片 的中间，第二压力通孔位于中心电极硅片的中间。

优选地，所述第一压力通孔、第二压力通孔都是锥形导压孔。

本发明的积极进步效果在于：本发明提高了精度、线性度，增强了抗 干扰能力，增强了过压保护能力，提高了稳定性和可靠性。

附图说明

图1为本发明闭环工作方式的电容式压力传感器的结构示意图。

图2为本发明闭环工作方式的电容式压力传感器的原理图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

如图1所示，本发明闭环工作方式的电容式压力传感器包括顶部电极硅 片1、中心电极硅片2、下电极硅片3、二氧化硅绝缘层4、可移动的质量块 5、第一压力通孔6、第二压力通孔7；中心电极硅片2位于顶部电极硅片1 和下电极硅片3之间，顶部电极硅片1与中心电极硅片2之间、中心电极硅 片2和下电极硅片3之间都设有二氧化硅绝缘层4，可移动的质量块5位于 中心电极硅片2上，第一压力通孔6位于顶部电极硅片1的中间，第二压力 通孔7位于中心电极硅片2的中间。

传感器芯体是由两个串联的电容所组成，基于单晶硅材料是一种半导体 材料，具有导电性，电容的电极由三个硅片叠加键合而成，称为硅-硅-硅 (三明治)结构。中心极板的制作是在硅片中通过各向异性蚀刻形成的可动电 极，在中心极板两侧形成具有完全对称的岛状结构，岛的厚度和宽度是根据 传感器的压力量程范围所确定的。顶端极板和底端极板上通过腐蚀形成一个 穿透硅片的导压孔，这两个孔在三个硅片键合在一起时将对准中心岛的中 心；在硅电极之间结合区域的硅极板之间形成一个有一定厚度的二氧化硅层以使电极绝缘，并将顶端极板和底端极板从两侧粘接在中心极板上，形成上 下两个串联的电容器。当两侧压力差发生改变时，中心极板产生位移，进而 改变中心极板两侧的电容量大小，因此两个电容器的电容差值随两侧不同压 力差的变化而变化。当压力差为零时两电容值相等。所述第一压力通孔、第 二压力通孔都是锥形导压孔，锥形导压孔在压力突变时可以起到对冲击压的 保护作用。