CN105102951A - 具有共享共同密封腔的压力传感器和参考传感器的自校准压力传感器系统 - Google Patents
具有共享共同密封腔的压力传感器和参考传感器的自校准压力传感器系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105102951A CN105102951A CN201480018735.5A CN201480018735A CN105102951A CN 105102951 A CN105102951 A CN 105102951A CN 201480018735 A CN201480018735 A CN 201480018735A CN 105102951 A CN105102951 A CN 105102951A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure
- flexible partition
- electrode
- sensor
- pressure transducer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0042—Constructional details associated with semiconductive diaphragm sensors, e.g. etching, or constructional details of non-semiconductive diaphragms
- G01L9/0047—Diaphragm with non uniform thickness, e.g. with grooves, bosses or continuously varying thickness
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L27/00—Testing or calibrating of apparatus for measuring fluid pressure
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0072—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49826—Assembling or joining
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
一种自校准压力传感器系统,所述自校准压力传感器系统可以测量气体或液体的压力。所述系统可以包括压力传感器、参考传感器和漂移补偿系统。所述压力传感器可以包括压力感测柔性隔膜,所述压力感测柔性隔膜具有暴露于所述气体或所述液体的一侧和形成密封腔的壁的另一侧。所述参考传感器可以包括参考柔性隔膜,所述参考柔性隔膜具有都在所述相同密封腔内或都暴露于所述相同密封腔的两侧。所述漂移补偿系统可以基于来自所述压力传感器的信号产生表示所述气体或所述液体的所述压力的信息,并且基于来自所述参考传感器的信号的变化来补偿来自所述压力传感器的信号的漂移。所述压力感测柔性隔膜和所述参考柔性隔膜可以在实质上相同的时间通过以单一连续步骤沉积或生长单层材料来制成。
Description
相关申请的交叉引用
本申请基于并要求2013年12月9日递交的、名称为“SELF-CALIBRATINGPRESSURESENSORSYSTEMWITHPRESSURESENSORANDREFERENCESENSORTHATSHARECOMMONSEALEDCHAMBER”、代理人案卷号086400-0204(MKS-231US)的美国专利申请号14/101,177和2013年4月4日递交的、名称为“AUTO-ZEROINGPRESSURESENSOR”、代理人案卷号086400-0171(MKS-231PR)的美国临时专利申请61/808,443的优先权。这些申请的全部内容以引入方式并入本文。
技术领域
本公开内容涉及用于感测气体或液体的压力的压力传感器并且涉及微机电系统(MEMS)技术。
背景技术
压力传感器可以用于感测气体或液体的压力。
在使用前,压力传感器可以对照已知的压力进行校准。尽管如此,由于可由老化和环境条件而引起的压力传感器的特性的变化,压力传感器的精度可能恶化。因此,压力传感器可能需要反复地重新校准,增加了成本,并且有时需要暂时将压力传感器从执行其压力感测功能去除。
参考传感器可以被提供来辅助校准。参考传感器可以暴露于与压力传感器相同的环境中(除了参考传感器对于气体或液体的压力的改变可以是不敏感的)。然后,参考传感器的改变可以通过漂移补偿系统用于补偿压力传感器中的漂移。然而,漂移补偿的精度可能通过压力传感器与参考传感器之间的不平等而减少。增加参考传感器还可能增加制造成本和压力传感器系统的尺寸。
发明内容
一种自校准压力传感器系统,所述自校准压力传感器系统可以测量气体或液体的压力。所述系统可以包括压力传感器、参考传感器和漂移补偿系统。所述压力传感器可以包括压力感测柔性隔膜,所述压力感测柔性隔膜具有暴露于所述气体或所述液体的一侧和形成密封腔的壁的另一侧。所述参考传感器可以包括参考柔性隔膜,所述参考柔性隔膜具有都在相同密封腔内或都暴露于相同密封腔的两侧。漂移补偿系统可以基于来自所述压力传感器的信号产生表示所述气体或所述液体的所述压力的信息,并且基于来自所述参考传感器的信号的变化来补偿来自所述压力传感器的所述信号的漂移。
所述压力传感器可以包括压力电极,所述压力电极与所述压力感测柔性隔膜隔开,并且所述压力电极与所述压力感测柔性隔膜一起形成电容器,所述电容器具有根据所述液体或所述气体的所述压力而变化的电容。
所述压力传感器可以具有在1至1000微米之间的特征平面尺寸、0.1至20微米之间的特征保形层厚度和硅、二氧化硅、氮化硅、或金属的一层或多层。
所述压力电极与所述压力感测隔膜之间的空间可以没有暴露于所述气体或所述液体。
所述压力电极可以具有两侧,所述两侧都是与所述气体或所述液体隔离。
所述压力电极可以在所述密封腔内。
所述参考传感器可以包括参考电极,所述参考电极与所述参考柔性隔膜隔开,并且所述参考电极与所述参考柔性隔膜一起形成电容器,所述电容器具有不会响应于所述液体或所述气体的所述压力的改变而变化的电容。
所述参考传感器可以具有在1至1000微米之间的特征平面尺寸、0.1至20微米之间的特征保形层厚度和硅、二氧化硅、氮化硅、或金属的一层或多层。
所述参考电极与所述参考柔性隔膜之间的空间可以没有暴露于所述气体或所述液体。
所述参考电极可以具有两侧,所述两侧都与所述气体或所述液体隔离。
所述参考电极可以在所述密封腔内。
两个柔性隔膜可以都是实质上平坦的并且由单晶材料制成。
两个柔性隔膜可以在尺寸、形状、厚度和材料组分都是实质上相同的。
所述压力传感器和所述参考传感器可以在尺寸、形状、厚度和材料组分都是实质上相同的。
自校准压力传感器系统可以包括环境传感器,所述环境传感器定位为以便感测其中放置了所述压力传感器的环境的改变,而不是所述气体或所述液体的所述压力的改变。
一种制造用于测量气体或液体的压力的自校准压力传感器系统的方法,可以包括:制造压力传感器,所述压力传感器包括压力感测柔性隔膜,所述压力感测柔性隔膜定位为使得一侧暴露于所述气体或所述液体;以及制造参考传感器,所述参考传感器包括参考柔性隔膜,所述参考柔性隔膜定位为使得没有侧暴露于所述气体或所述液体。所述压力感测柔性隔膜和所述参考柔性隔膜可以在实质上相同的时间通过以单一连续步骤沉积或生长单层材料来制成。
单层材料可以是单晶材料。
所述压力传感器和所述参考传感器的所述电极可以在实质上相同的时间通过以单一连续步骤沉积或生长单层材料来制成。
所述压力传感器的所述电极与所述压力感测柔性隔膜之间的空间以及所述参考传感器的所述电极与所述参考柔性隔膜之间的空间可以在实质上相同的时间通过以单一连续步骤沉积或生长单层材料来制成。
根据回顾示例性实施例的以下具体实施方式、附图、和权利要求书,这些以及其它部件、步骤、特征、目的、益处和优点现在将变得显而易见。
附图说明
附图是示例性实施例。其没有示出所有实施例。其它实施例可另外或替代地使用。可以省略可能是显而易见或不必要的细节,以节省空间或为了更有效的示例。一些实施例可以在具有另外部件或步骤的情况下实施和/或在没有示出的部件或步骤中的所有部件或步骤的情况下实施。当相同的附图标记出现在不同的附图中,其指的是相同或相似的部件或步骤。
图1示出可以都在相同时间使用微机电系统(MEMS)沉积、图案化和蚀刻技术制造的压力传感器和匹配的参考传感器的示例。
图2A-2D示出可以都在相同时间使用微机电系统(MEMS)沉积、图案化和蚀刻技术制造的压力传感器和匹配的参考传感器的示例的各个透视图。图2A示出顶视图;图2B示出在去除了顶盖的情况下的相同顶视图;图2C示出底视图;图2D示出在去除了底层的情况下的相同底视图;以及图2E示出横截面视图,该横截面视图示出共享密封腔的一部分。
图3示出自校准压力传感器系统的示例。
具体实施方式
现在描述示例性实施例。其它实施例可另外或替代地使用。可以省略可能是显而易见或不必要的细节,以节省空间或为了更有效的介绍。一些实施例可以在具有另外部件或步骤的情况下实施和/或在没有描述的部件或步骤中的所有部件或步骤的情况下实施。
图1示出可以都在相同时间使用微机电系统(MEMS)沉积、图案化和蚀刻技术制造的压力传感器101和匹配的参考传感器103的示例。更具体地,压力传感器101和匹配的参考传感器103的相对应部件中的每一个部件可以在相同时间逐层制造。可以沉积和/或生长每一层,以及每一层可以由诸如硅、二氧化硅、氮化硅、或金属之类的任何材料制成。在沉积之后,可以对每一层进行图案化,以标定层的要被去除的部分,并且随后可以使用蚀刻工艺去除那些部分。结果可以是诸如图1所示的结构,对于压力传感器101和参考传感器103两者,该结构包括1至1000微米之间的平面尺寸以及0.1至20微米之间的特征保形层厚度。
衬底层105可以由硅、玻璃或蓝宝石制成。随后可以是其它层107和109,随后是层111。层111可以用作实质上平坦的压力感测柔性隔膜113,压力感测柔性隔膜113可以形成压力传感器101的部分,并且在相同时间在相同连续沉积步骤期间,用作相同的实质上平坦的参考柔性隔膜115,参考柔性隔膜115可以形成参考传感器103的部分。层111可以由诸如单晶材料之类的任何材料制成。
接着绝缘层117,可以沉积、图案化和蚀刻诸如导电掺杂的多晶硅层119之类的导电层,以形成可以是压力传感器101的部分的电极121,并且在相同时间在相同连续沉积步骤期间,形成可以是参考传感器103的部分的电极123。电极121和电极123可以与其各自的隔膜113和隔膜115隔开,并且连同其各自的隔膜一起可以形成电容器,该电容器的电容根据其各自的隔模的改变而改变。在此配置中,形成隔膜的层可以由金属或掺杂Si的导体制成。电极可以在共享密封腔129内或形成共享密封腔129的壁。
在其它实施例中,有可能没有电极,而是安装在隔膜中的每一个隔膜上的一个或多个应变计。在这些其它实施例中,隔膜的变化可以通过来自应变计的信号的变化来检测。
可以沉积、图案化和蚀刻一个或多个另外的层,以形成可以保护电极121和电极123的盖125。
各个蚀刻层可以合作以在压力传感器101和/或参考传感器103内形成各个腔。
例如,各个蚀刻层可以合作以形成入口腔127,其压力要被测量的气体或液体可以流过入口腔127。压力传感器101的隔膜113的一侧可以形成入口腔127的壁,并且因此暴露于其压力要被测量的气体或液体。隔膜113的另一侧可以形成密封腔129的壁。
类似地,各个层可以合作以形成参考传感器103中的参考腔131,参考腔113的一侧包括参考柔性隔膜115的一侧。参考腔131可以包括吸气剂133,吸气剂133可包括在参考室131中吸收诸如氧、氮、氢、一氧化碳之类的杂质的类型的材料。例如,吸气剂133可以由锆合金、钽合金、钶合金、钍合金、钛合金、镁合金和/或钡合金制成或包括锆合金、钽合金、钶合金、钍合金、钛合金、镁合金和/或钡合金。参考柔性隔膜115的另一侧可以形成共享密封腔129的另一个壁。参考柔性隔膜115可以包括开口135,通过开口135,气体可以行进5,从而导致参考柔性隔膜115的两侧和压力感测柔性隔膜113的一侧全部暴露于共享密封腔129并且因此全部共享共享密封腔129。在参考腔131与共享密封腔129之间可能存在附加的或不同的气体通路。
压力感测柔性隔膜113的变化可以由要被测量的气体或液体的压力的相对应变化和由压力感测柔性隔膜113的老化和/或诸如温度、湿度和/或大气压力的变化之类的周围环境的变化(除了要被测量的气体或液体的压力的变化)而引起。另一方面,参考柔性隔膜115的变化可以仅由参考柔性隔膜115的老化和/或周围环境的变化而引起。因此,参考柔性隔膜115的变化可以与由老化/环境变化而引起的压力感测柔性隔膜113的变化相同。因此,柔性隔膜115的变化的测量可以用作压力感测柔性隔膜113的变化(其也由相同老化/环境变化而引起)的指示。
压力传感器101和参考传感器103的相对应部件(诸如隔膜113和隔膜115)分别可以在尺寸、形状、厚度和/或材料组分上是实质上相同的。这可以有助于确保由于老化/环境变化而引起的参考柔性隔膜115的变化与由于老化/环境变化而引起的压力感测柔性隔膜113的变化是实质上相同的。
图2A-2D示出可以都在相同时间使用微机电系统(MEMS)沉积、图案化和蚀刻技术制造的压力传感器203和匹配的参考传感器201的示例的各个透视图。
图2A示出这些传感器的顶视图。与参考传感器201的电气连接可以通过电气连接205构成。与压力传感器203的电气连接可以通过电气连接207构成。压力传感器203和匹配的参考传感器201可以具有与图1和以上所述的压力传感器101和参考传感器103相同或不同的配置,并且可以由与图1和以上所述的压力传感器101和参考传感器103的相同或不同的工艺制成。传感器可以通过顶盖209覆盖。
图2B示出如图2A的在去除顶盖20的情况下的这些传感器的相同顶视图。
图2C示出传感器的底视图。压力传感器203的入口腔211可提供为可以与图1示出的入口腔127相同或不同。入口腔211可以通过底层212并且可以暴露于其压力要被测量的气体或液体。
图2D示出如图2C中的在去除底层212的情况下的相同底视图。如所示出,可能存在参考腔213,参考腔213可以与图1中的参考腔131相同或不同。还可能存在参考柔性隔膜217和柔性压力感测隔膜219,参考柔性隔膜217可以与图1中的柔性参考隔膜115相同或不同,柔性压力感测隔膜219可以与图1中的柔性压力感测隔膜113相同或不同。柔性参考隔膜217还可以具有在那里通过的诸如开口221和开口223之类的一个或多个开口,其中的一个开口可以与图1中的开口135相同或不同。
图2E示出这些传感器的横截面视图,该横截面视图示出共享密封腔225的一部分。共享密封腔225可以与图1中的共享密封腔129相同或不同。
图3示出自校准压力传感器301的示例。如所示出,自校准压力传感器301可以包括压力传感器303、参考传感器305、环境传感器307、漂移补偿系统309和显示器311。
压力传感器303和参考传感器305可以分别与图1中的压力传感器101和参考传感器103或图2A-2D中的压力传感器203和参考传感器201相同或不同。
环境传感器307可以被配置为感测其中放置压力传感器的环境的变化,诸如环境的温度、湿度和/或压力的变化或内部应力的变化。然而,环境传感器307可以被配置为对要被测量的气体或液体的压力的变化是不敏感的。
漂移补偿系统309可以被配置为分别地从表示要被测量的气体或液体的压力、压力传感器的老化和环境的压力传感器303、参考传感器305和环境传感器307接收信号。漂移补偿系统309可以被配置为基于来自压力传感器303的信号来产生表示要被测量的气体或液体的压力的信息,而是补偿用于由如由来自参考传感器305的信号所表示的老化/环境变化而引起的来自压力传感器303的信号的漂移和/或补偿如由来自环境传感器307的信号所表示的环境的变化。漂移补偿系统309可以被配置为当除了大气压外没有任何东西被呈现给压力传感器303时,基于来自参考传感器305和/或环境传感器307的信号来自动地将其输出调整到零。漂移补偿系统309可以另外或替代地被配置为当气体或液体压力被呈现的是被称为是在零点校准压力时,自动地将其输出调整到零。当气体或液体不再在零点校准压力时,漂移补偿系统309可以继续施加所需调整。
漂移补偿系统309可以被配置为基于一个或多个算法来提供此补偿。例如,一个算法可以将来自压力传感器303的信号减去来自参考传感器305的信号,从而产生一个代表气体或液体的压力的信号,自动地补偿参考传感器305的老化/环境变化,并且因此自动地补偿压力传感器303的老化/环境变化。另一算法还可以基于环境的变化与由压力传感器303和/或参考传感器305提供的测量之间的已知关系来针对该环境的变化(如通过环境传感器307和/或参考传感器305检测的)补偿此测量。这些已知关系可以凭经验和/或通过计算来确定。
漂移补偿系统309可以实时操作,从而针对老化和环境变化提供补偿,而不需要将自校准压力传感器301从其压力感测任务退出。
来自漂移补偿系统309的输出可以表示要被测量的气体或液体的压力,补偿老化和环境变化。此输出可以传送到显示器311,其可以示出此补偿的测量。此输出可以另外或替代地传送到另一个系统,该另一个系统可以基于测量或补偿的压力来执行操作和/或可以存储用于将来使用的信息。
漂移补偿系统309可以由分离的或集成的电子电路和/或由通用计算机来实现。硬件可以包括一个或多个处理器、有形存储器(例如,随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和/或可编程只读存储器(PROMS))、有形存储装置(例如,硬盘驱动器、CD/DVD驱动器和/或闪存)、系统总线、视频处理部件、网络通信部件、输入/输出端口和/或用户接口装置(例如,键盘、定点装置、显示器、麦克风、声音再现系统和/或触摸屏)。
软件(例如,一个或多个操作系统、装置驱动、应用程序和/或通信程序)也可以包括在内。当包括软件时,软件可以包括程序指令,并且可以包括相关联的数据和库。编程指令可以被配置为实现一个或多个算法,该一个或多个算法实现如本文所述的漂移补偿系统309的功能中的一个或多个功能。由漂移补偿系统309执行的各个功能的描述也构成执行该功能的算法的描述。软件可以存储在一个或多个非暂时性的有形存储装置(诸如,一个或多个硬盘驱动器、CD、DVD和/或闪速存储器)上或中。软件可以是以源代码和/或目标代码的格式。相关联的数据可以存储在任何类型的易失性和/或非易失性存储器。软件可以被加载到非暂时存储器中并由一个或多个处理器来执行。
已经讨论的部件、步骤、特征、目的、益处和优点仅仅是示例性的。它们中没有一个以及与它们有关的讨论没有一个旨在以任何方式来限制保护的范围。也预期了许多其它实施例。这些实施例包括具有更少的、附加的和/或不同的部件、步骤、特征、目的、益处和优点的实施例。这些实施例还包括其中不同地布置和/或排列部件和/或步骤的实施例。
例如,压力传感器和参考传感器可能不共享相同密封腔,但可以各自具有与由其它传感器使用的密封腔分离的它们自己的密封腔。
除非另有说明,在本说明书中阐述的并且包括在随后的权利要求中的所有的测量、值、等级、位置、大小、尺寸和其它规格是近似的,而非准确的。其旨在具有与和它们有关的功能相一致以及与它们从属于的领域中的习惯相一致的合理范围。
已经在本公开内容中引用的所有文章、专利、专利申请和其它出版物通过引用并入本文。
短语“用于……的装置”在权利要求中使用时旨在并且应被解释为包括已经被描述的对应结构和材料以及它们的等同物。类似地,短语“用于……步骤”在权利要求中使用时旨在并且应被解释为包括已经被描述的对应动作以及它们的等同物。权利要求中没有这些短语意指权利要求不旨在并且不应被解释为限制于这些对应结构、材料或动作或它们的等同物。
保护的范围仅由现在跟在后面的权利要求所限定。当根据本说明书和随后的申请历史进行解释时,该范围旨在并且应该解释为与权利要求书中所使用的语言的通常意义相一致地一样宽泛(除了已经阐述具体意义的情况),并且解释为包括所有结构及功能等同物。
诸如“第一”和“第二”等的关系术语可以单独使用,以区分不同的实体或动作,而不一定要求或暗示在它们之间的任何实际的关系或顺序。术语“包含”、“包括”以及当其与说明书或权利要求书的元件列表结合使用时的任何其它变体旨在指示列表不是排他性的,并且可以包括其它元件。类似地,前面加“一”或“一个”的元件在没有进一步限制的情况下不会排除相同类形的另外部件的存在。
权利要求中没有一项旨在包括未能满足专利法第101、102或103的要求的主题,它们也不应以这样的方式来解释。在此未要求保护这种主题的任何非计划中的覆盖。除了刚刚在此段中陈述的,没有已经陈述或示出的是旨在或应当解释为将任何部件、步骤、功能、对象、益处、优点或等同物奉献于公众,无论是或者未在权利要求书中应用。
摘要被提供来帮助读者快速地确定本技术公开的性质。应当理解,其不是用来解释或限制权利要求的范围或含义而提交。另外,在前述具体实施方式中的各个特征在各个实施例中组合在一起,以简化本公开内容。本公开内容的此方法不应被解释为要求所要求保护的实施例要求比在每项权利要求中明确引用的更多的特征。相反,如以下权利要求所反映的,发明主题在于少于单个公开实施例的所有特征。因此,下面的权利要求由此并入到具体实施方式中,每项权利要求独自作为单独要求保护的主题。
Claims (21)
1.一种用于测量气体或液体的压力的自校准压力传感器系统,包括:
压力传感器,所述压力传感器包括压力感测柔性隔膜,所述压力感测柔性隔膜定位为使得一侧暴露于所述气体或所述液体而另一侧形成密封腔的壁;
参考传感器,所述参考传感器包括参考柔性隔膜,所述参考柔性隔膜具有都在所述密封腔内或都暴露于所述密封腔的两侧;以及
漂移补偿系统:
从所述压力传感器和从所述参考传感器接收信号;
基于来自所述压力传感器的所述信号来产生表示所述气体或所述液体的所述压力的信息;以及
基于来自所述参考传感器的所述信号的变化来补偿来自所述压力传感器的所述信号的漂移。
2.根据权利要求1所述的自校准压力传感器系统,其中:
所述压力传感器包括压力电极,所述压力电极与所述压力感测柔性隔膜隔开,并且所述压力电极与所述压力感测柔性隔膜一起形成电容器,所述电容器具有根据所述液体或所述气体的所述压力而变化的电容;
所述压力传感器具有在1至1000微米之间的特征平面尺寸、0.1至20微米之间的特征保形层厚度、以及硅、二氧化硅、氮化硅、或金属的一层或多层;以及
所述压力电极与所述压力感测隔膜之间的空间没有暴露于所述气体或所述液体。
3.根据权利要求2所述的自校准压力传感器系统,其中,所述压力电极具有两侧,所述两侧都与所述气体或所述液体隔离。
4.根据权利要求3所述的自校准压力传感器系统,其中,所述压力电极在所述密封腔内。
5.根据权利要求2所述的自校准压力传感器系统,其中:
所述参考传感器包括参考电极,所述参考电极与所述参考柔性隔膜隔开,并且所述参考电极与所述参考柔性隔膜一起形成电容器,所述电容器具有不会响应于所述液体或所述气体的所述压力的改变而变化的电容;
所述参考传感器具有在1至1000微米之间的特征平面尺寸、0.1至20微米之间的特征保形层厚度、以及硅、二氧化硅、氮化硅、或金属的一层或多层;以及
所述参考电极与所述参考柔性隔膜之间的所述空间没有暴露于所述气体或所述液体。
6.根据权利要求5所述的自校准压力传感器系统,其中,所述参考电极具有两侧,所述两侧都与所述气体或所述液体隔离。
7.根据权利要求6所述的自校准压力传感器系统,其中,所述参考电极在所述密封腔内。
8.根据权利要求1所述的自校准压力传感器系统,其中,两个柔性隔膜都是实质上平坦的并且由单晶材料制成。
9.根据权利要求1所述的自校准压力传感器系统,其中,两个柔性隔膜在尺寸、形状、厚度和材料组分上都是实质上相同的。
10.根据权利要求9所述的系统的自校准压力传感器,其中,所述压力传感器和所述参考传感器在尺寸、形状、厚度和材料组分上都是实质上相同的。
11.根据权利要求1所述的自校准压力传感器系统,还包括环境传感器,所述环境传感器定位为以便感测其中放置了所述压力传感器的环境的改变,而不是所述气体或所述液体的所述压力的改变。
12.一种制造用于测量气体或液体的压力的自校准压力传感器系统的方法,包括:
制造压力传感器,所述压力传感器包括压力感测柔性隔膜,所述压力感测柔性隔膜定位为使得一侧暴露于所述气体或所述液体;以及
制造参考传感器,所述参考传感器包括参考柔性隔膜,所述参考柔性隔膜定位为使得没有一侧暴露于所述气体或所述液体,
其中,所述压力感测柔性隔膜和所述参考柔性隔膜在实质上相同的时间通过以单一连续步骤沉积或生长单层材料来制成。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述单层材料是单晶材料。
14.根据权利要求12所述的方法,其中,所述压力传感器和所述参考传感器的制造包括制造在1至1000微米之间的平面尺寸、0.1至20微米之间的特征保形层厚度、以及硅、二氧化硅、氮化硅、或金属的一层或多层。
15.根据权利要求12所述的方法,其中:
所述压力感测柔性隔膜的另一侧形成密封腔的壁;以及
所述参考柔性隔膜的两侧都在所述密封腔内。
16.根据权利要求12所述的方法,其中,两个柔性隔膜是实质上平坦的并且由单晶材料制成。
17.根据权利要求12所述的方法,其中,两个柔性隔膜在尺寸、形状和厚度上是实质上相同的。
18.根据权利要求12所述的方法,所述压力传感器和所述参考传感器在尺寸、形状、厚度和材料组分上是实质上相同的。
19.根据权利要求12所述的方法,还包括制造环境传感器,所述环境传感器定位为以便感测其中放置了所述压力传感器的环境的改变,而不是所述气体或所述液体的所述压力的改变。
20.根据权利要求12所述的方法,其中:
所述压力传感器包括电极,所述电极与所述压力感测柔性隔膜隔开,并且所述电极与所述压力感测柔性隔膜一起形成电容器,所述电容器具有根据所述液体或所述气体的所述压力而变化的电容;以及
所述参考传感器包括电极,所述电极与所述参考柔性隔膜隔开,并且所述电极与所述参考柔性隔膜一起形成电容器,所述电容器具有不会根据所述液体或所述气体的所述压力的改变而变化的电容。
21.根据权利要求20所述的方法,其中:
所述压力传感器和所述参考传感器的所述电极在实质上相同的时间通过以单一连续步骤沉积或生长单层材料来制成;以及
所述压力传感器中的所述电极与所述压力感测柔性隔膜之间的空间以及所述参考传感器中的所述电极与所述参考柔性隔膜之间的空间在实质上相同的时间通过以单一连续步骤沉积或生长单层材料来制成。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201361808443P | 2013-04-04 | 2013-04-04 | |
US61/808,443 | 2013-04-04 | ||
US14/101,177 | 2013-12-09 | ||
US14/101,177 US20140298884A1 (en) | 2013-04-04 | 2013-12-09 | Self-calibrating pressure sensor system with pressure sensor and reference sensor that share common sealed chamber |
PCT/US2014/032484 WO2014165483A1 (en) | 2013-04-04 | 2014-04-01 | Self-calibrating pressure sensor system with pressure sensor and reference sensor that share common sealed chamber |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105102951A true CN105102951A (zh) | 2015-11-25 |
Family
ID=51653532
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201480018735.5A Pending CN105102951A (zh) | 2013-04-04 | 2014-04-01 | 具有共享共同密封腔的压力传感器和参考传感器的自校准压力传感器系统 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20140298884A1 (zh) |
EP (1) | EP2943764A1 (zh) |
JP (1) | JP2016514844A (zh) |
KR (1) | KR20150110776A (zh) |
CN (1) | CN105102951A (zh) |
SG (1) | SG11201506303RA (zh) |
TW (1) | TW201502482A (zh) |
WO (1) | WO2014165483A1 (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108017037A (zh) * | 2016-10-31 | 2018-05-11 | 意法半导体股份有限公司 | 换能器模块、包括该模块的装置及制造该模块的方法 |
CN110167437A (zh) * | 2016-11-18 | 2019-08-23 | 奥克兰联合服务有限公司 | 压力传感器 |
CN112673243A (zh) * | 2018-09-14 | 2021-04-16 | 芬兰国家技术研究中心股份公司 | 压力传感器 |
CN114323354A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-04-12 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所((工业和信息化部电子第五研究所)(中国赛宝实验室)) | 压力变送器的补偿方法、装置和计算机设备 |
CN116059490A (zh) * | 2023-03-06 | 2023-05-05 | 苏州鱼跃医疗科技有限公司 | 压力传感器自校正方法、系统、呼吸机、控制器及存储器 |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9562820B2 (en) * | 2013-02-28 | 2017-02-07 | Mks Instruments, Inc. | Pressure sensor with real time health monitoring and compensation |
WO2015047374A1 (en) | 2013-09-30 | 2015-04-02 | Rinand Solutions Llc | Operating multiple functions in a display of an electronic device |
US10244954B2 (en) * | 2013-10-28 | 2019-04-02 | Arkis Biosciences Inc. | Implantable bio-pressure transponder |
US9726922B1 (en) | 2013-12-20 | 2017-08-08 | Apple Inc. | Reducing display noise in an electronic device |
CA2943599C (en) | 2014-03-24 | 2022-01-25 | Chad Eric SEAVER | An implantable dual sensor bio-pressure transponder and method of calibration |
US10296123B2 (en) | 2015-03-06 | 2019-05-21 | Apple Inc. | Reducing noise in a force signal in an electronic device |
US10185397B2 (en) | 2015-03-08 | 2019-01-22 | Apple Inc. | Gap sensor for haptic feedback assembly |
US9927905B2 (en) | 2015-08-19 | 2018-03-27 | Apple Inc. | Force touch button emulation |
US10416811B2 (en) | 2015-09-24 | 2019-09-17 | Apple Inc. | Automatic field calibration of force input sensors |
GB2544336B (en) * | 2015-11-13 | 2020-09-16 | Sonardyne Int Ltd | In-situ pressure sensor bias determination apparatus, subsea sensor node apparatus and method of determining a bias of a pressure sensing apparatus |
EP3208610B1 (en) * | 2016-02-18 | 2021-05-12 | ams AG | Sensor arrangement and method for generating measurement signals |
US20170307460A1 (en) * | 2016-04-25 | 2017-10-26 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Correction of pressure measurements in engines |
DE102017213520A1 (de) * | 2017-08-03 | 2019-02-07 | Infineon Technologies Ag | Referenzkammer für einen Fluidsensor, Fluidsensor, Vorrichtung mit einem Fluidsensor und Verfahren zum Bereitstellen einer Referenzkammer sowie zum Bestimmen einer Atmosphäreneigenschaft in einer Referenzkammer |
US11221266B2 (en) * | 2019-05-22 | 2022-01-11 | Baker Hughes Oilfield Operations Llc | Automatic zero reset for a pressure transducer |
EP4345436A1 (en) * | 2022-09-27 | 2024-04-03 | TE Connectivity Solutions GmbH | Notification sensor arrangement for a differential pressure sensor and a method for outputting a sensed warning signal |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1052283A (zh) * | 1989-12-08 | 1991-06-19 | 简·巴林斯 | 压力传感装置 |
CN1650155A (zh) * | 2002-05-06 | 2005-08-03 | 罗斯蒙德公司 | 气压传感器 |
US20060081055A1 (en) * | 2004-10-18 | 2006-04-20 | Kia Silverbrook | Temperature insensitive pressure sensor |
US20110209553A1 (en) * | 2010-02-27 | 2011-09-01 | Codman Neuro Sciences Sarl | Apparatus and method for minimizing drift of a piezo-resistive pressure sensors due to progressive release of mechanical stress over time |
US20130283912A1 (en) * | 2012-04-27 | 2013-10-31 | Freescale Semiconductor, Inc. | Sensor device and related fabrication methods |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009003149A1 (de) * | 2009-05-15 | 2010-11-18 | Robert Bosch Gmbh | Druckausgleichseinheit zur Verwendung in einem Drucksensor |
US9207140B2 (en) * | 2010-11-03 | 2015-12-08 | Avgi Engineering, Inc. | Differential pressure transmitter with intrinsic verification |
-
2013
- 2013-12-09 US US14/101,177 patent/US20140298884A1/en not_active Abandoned
-
2014
- 2014-04-01 CN CN201480018735.5A patent/CN105102951A/zh active Pending
- 2014-04-01 SG SG11201506303RA patent/SG11201506303RA/en unknown
- 2014-04-01 WO PCT/US2014/032484 patent/WO2014165483A1/en active Application Filing
- 2014-04-01 JP JP2016506361A patent/JP2016514844A/ja not_active Withdrawn
- 2014-04-01 KR KR1020157023193A patent/KR20150110776A/ko not_active Application Discontinuation
- 2014-04-01 EP EP14778205.6A patent/EP2943764A1/en not_active Withdrawn
- 2014-04-02 TW TW103112349A patent/TW201502482A/zh unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1052283A (zh) * | 1989-12-08 | 1991-06-19 | 简·巴林斯 | 压力传感装置 |
CN1650155A (zh) * | 2002-05-06 | 2005-08-03 | 罗斯蒙德公司 | 气压传感器 |
US20060081055A1 (en) * | 2004-10-18 | 2006-04-20 | Kia Silverbrook | Temperature insensitive pressure sensor |
US20110209553A1 (en) * | 2010-02-27 | 2011-09-01 | Codman Neuro Sciences Sarl | Apparatus and method for minimizing drift of a piezo-resistive pressure sensors due to progressive release of mechanical stress over time |
US20130283912A1 (en) * | 2012-04-27 | 2013-10-31 | Freescale Semiconductor, Inc. | Sensor device and related fabrication methods |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108017037A (zh) * | 2016-10-31 | 2018-05-11 | 意法半导体股份有限公司 | 换能器模块、包括该模块的装置及制造该模块的方法 |
CN108017037B (zh) * | 2016-10-31 | 2023-06-20 | 意法半导体股份有限公司 | 换能器模块、包括该模块的装置及制造该模块的方法 |
CN110167437A (zh) * | 2016-11-18 | 2019-08-23 | 奥克兰联合服务有限公司 | 压力传感器 |
CN110167437B (zh) * | 2016-11-18 | 2023-06-13 | 奥克兰联合服务有限公司 | 压力传感器 |
CN112673243A (zh) * | 2018-09-14 | 2021-04-16 | 芬兰国家技术研究中心股份公司 | 压力传感器 |
US11767218B2 (en) | 2018-09-14 | 2023-09-26 | Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy | Microelectromechanical capacitive pressure sensor having a valve portion being operable to close first output and open second output to equalize pressure |
CN114323354A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-04-12 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所((工业和信息化部电子第五研究所)(中国赛宝实验室)) | 压力变送器的补偿方法、装置和计算机设备 |
CN114323354B (zh) * | 2021-12-08 | 2023-11-03 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所((工业和信息化部电子第五研究所)(中国赛宝实验室)) | 压力变送器的补偿方法、装置和计算机设备 |
CN116059490A (zh) * | 2023-03-06 | 2023-05-05 | 苏州鱼跃医疗科技有限公司 | 压力传感器自校正方法、系统、呼吸机、控制器及存储器 |
CN116059490B (zh) * | 2023-03-06 | 2023-08-04 | 苏州鱼跃医疗科技有限公司 | 压力传感器自校正方法、系统、呼吸机、控制器及存储器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016514844A (ja) | 2016-05-23 |
SG11201506303RA (en) | 2015-09-29 |
KR20150110776A (ko) | 2015-10-02 |
EP2943764A1 (en) | 2015-11-18 |
WO2014165483A1 (en) | 2014-10-09 |
US20140298884A1 (en) | 2014-10-09 |
TW201502482A (zh) | 2015-01-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105102951A (zh) | 具有共享共同密封腔的压力传感器和参考传感器的自校准压力传感器系统 | |
US20150260593A1 (en) | Mirco-electro-mechanical system pressure sensor and manufacturing method thereof | |
KR101921843B1 (ko) | 정전용량형 압력 센서용 부유 멤브레인 | |
US9921238B2 (en) | Sensor and its manufacturing method | |
US8794075B2 (en) | Multilayered NONON membrane in a MEMS sensor | |
US9274017B2 (en) | MEMS device | |
JP5757439B2 (ja) | センサにおける温度補償方法、該温度補償方法の演算プログラム、演算処理装置、及び、センサ | |
JP2009139339A (ja) | 半導体圧力センサ及びその製造方法、半導体装置並びに電子機器 | |
US9136169B2 (en) | Method for producing an electrical feedthrough in a substrate, and substrate having an electrical feedthrough | |
US10495535B2 (en) | Differential capacitive MEMS pressure sensor and manufacturing method thereof | |
TWI611167B (zh) | 經改良的壓力感測器 | |
US9285404B2 (en) | Test structure and methodology for estimating sensitivity of pressure sensors | |
CN110068421A (zh) | 静电电容型压力传感器的异常检测方法及装置 | |
EP3186610A1 (en) | Pressure sensor including deformable pressure vessel(s) | |
US9488542B2 (en) | Pressure sensor having multiple pressure cells and sensitivity estimation methodology | |
US9645027B2 (en) | Physical quantity sensor, pressure sensor, altimeter, electronic apparatus, and moving object | |
CN107399711A (zh) | 微机电系统装置及其制造方法 | |
US20150268112A1 (en) | Physical quantity sensor, altimeter, electronic apparatus, and moving object | |
TWI702182B (zh) | 用於壓力感測器裝置的微機械構件 | |
TWI704100B (zh) | Mems裝置與製程 | |
WO2017092075A1 (zh) | 一种环境传感器及其制造方法 | |
JP2009139338A (ja) | 半導体圧力センサ及びその製造方法、半導体装置並びに電子機器 | |
EP2796844A1 (en) | Mems capacitive pressure sensor | |
US11012789B2 (en) | MEMS microphone system | |
JP2016061672A (ja) | シリコンデバイスの製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20151125 |
|
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |