प्रेशर सेंसिंग कोर

एमईएमएस प्रेशर सेंसर आधुनिक प्रेशर सेंसिंग तकनीक का पूर्ण मूल और मुख्यधारा हैं। वे लघुकरण, बुद्धिमत्ता और कम लागत में एक क्रांति का प्रतिनिधित्व करते हैं।

 

एमईएमएस, या माइक्रो-इलेक्ट्रो-मैकेनिकल सिस्टम, लघु यांत्रिक और इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम को संदर्भित करता है जो एकीकृत सर्किट (आईसी) निर्माण प्रक्रियाओं का उपयोग करके सिलिकॉन वेफर्स पर थोक में निर्मित होते हैं।

एमईएमएस प्रेशर सेंसर का कोर एक माइक्रोमीटर {{0} स्केल सिलिकॉन डायाफ्राम है। इस डायाफ्राम पर दबाव पड़ने से यह विकृत हो जाता है। यह विकृति एकीकृत संवेदन तत्वों की विद्युत विशेषताओं को बदल देती है, और इन विद्युत परिवर्तनों को मापकर, दबाव मान प्राप्त किया जा सकता है। संवेदन सिद्धांत के आधार पर इन्हें मुख्यतः निम्नलिखित प्रकारों में विभाजित किया गया है:

• सिद्धांत: डोपिंग प्रक्रिया के माध्यम से सिलिकॉन डायाफ्राम पर पीज़ोरेसिस्टिव तत्व बनाए जाते हैं और व्हीटस्टोन ब्रिज बनाने के लिए जुड़े होते हैं। जब डायाफ्राम दबाव में विकृत हो जाता है, तो प्रतिरोध मान बदल जाता है, जिससे पुल दबाव के आनुपातिक वोल्टेज सिग्नल का उत्पादन करता है।
• विशेषताएँ: परिपक्व प्रौद्योगिकी, सरल संरचना, बड़े आउटपुट सिग्नल, कम लागत। यह एमईएमएस प्रेशर सेंसर का सबसे आम और किफायती प्रकार है। हालाँकि, यह तापमान के प्रति संवेदनशील है और इसके लिए तापमान क्षतिपूर्ति की आवश्यकता होती है।

• सिद्धांत: सिलिकॉन डायाफ्राम एक संधारित्र प्लेट के रूप में कार्य करता है, जो एक अन्य स्थिर प्लेट के साथ एक लघु संधारित्र बनाता है। दबाव डायाफ्राम को विकृत कर देता है, जिससे दो प्लेटों के बीच की दूरी बदल जाती है, जिससे धारिता में परिवर्तन होता है।
• विशेषताएँ: कम बिजली की खपत, उच्च संवेदनशीलता, अच्छी तापमान विशेषताएँ, मजबूत अधिभार प्रतिरोध। अक्सर कम{{1}शक्ति और कम{{2}दबाव मापन क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है।

• सिद्धांत: दबाव सिलिकॉन डायाफ्राम में तनाव को बदल देता है, जो उस पर निर्मित लघु अनुनाद किरण की प्राकृतिक आवृत्ति को बदल देता है। आवृत्ति परिवर्तन को मापकर दबाव को महसूस किया जाता है।
• विशेषताएं: बहुत उच्च सटीकता, अच्छी स्थिरता, डिजिटल आउटपुट (आवृत्ति)। हालाँकि, संरचना जटिल है, लागत अधिक है, और इसका उपयोग मुख्य रूप से उच्च श्रेणी के औद्योगिक और एयरोस्पेस क्षेत्रों में किया जाता है।

एमईएमएस दबाव सेंसर मानक अर्धचालक प्रक्रियाओं (जैसे फोटोलिथोग्राफी, नक़्क़ाशी, प्रसार, पतली -फिल्म जमाव) का उपयोग करके सिलिकॉन वेफर्स पर निर्मित होते हैं। मुख्य कदम गुहा और दबाव डायाफ्राम का निर्माण करना है, आमतौर पर बल्क माइक्रोमैचिनिंग या सतह माइक्रोमैचिनिंग तकनीकों का उपयोग करना।

पारंपरिक यांत्रिक या धातु डायाफ्राम दबाव सेंसर की तुलना में, एमईएमएस दबाव सेंसर के अत्यधिक फायदे हैं:

• लघुकरण:आकार मिलीमीटर या माइक्रोमीटर स्केल जितना छोटा हो सकता है, जिससे उन्हें एकीकृत करना आसान हो जाता है।
• बड़े पैमाने पर उत्पादन और कम लागत:चिप्स की तरह, वेफर्स पर हजारों की संख्या में एक साथ निर्मित, प्रति सेंसर लागत को काफी कम कर देता है।
• उच्च सटीकता और उच्च विश्वसनीयता:कोई हिलता-डुलता भाग नहीं, लंबी थकान भरी जिंदगी।
• कम बिजली की खपत:बैटरी चालित पोर्टेबल उपकरणों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त।
• बुद्धिमत्ता:सिग्नल कंडीशनिंग सर्किट, माइक्रोप्रोसेसर, तापमान सेंसर इत्यादि को सेंसिंग यूनिट के रूप में एक ही चिप पर आसानी से एकीकृत किया जा सकता है, जिससे स्व-{3} क्षतिपूर्ति, स्व-अंशांकन और डिजिटल आउटपुट प्राप्त करने के लिए एक "सिस्टम{1}}ऑन{2}चिप" बनता है।

संदर्भ दबाव एक निर्वात है। यह एक पूर्ण निर्वात के सापेक्ष दबाव को मापता है।

अनुप्रयोग: अल्टीमीटर, मौसम स्टेशन, वैक्यूम सिस्टम।

संदर्भ दबाव वर्तमान वायुमंडलीय दबाव है। यह वायुमंडलीय दबाव के सापेक्ष दबाव को मापता है। आमतौर पर आवास में एक वेंट छेद होता है।

अनुप्रयोग: रक्तचाप मॉनिटर, बैरोमीटर, औद्योगिक प्रक्रिया नियंत्रण (उदाहरण के लिए, पाइपलाइन दबाव)।

अनुप्रयोग: प्रवाह माप, फ़िल्टर क्लॉगिंग निगरानी, ​​तरल स्तर माप।

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