【MEMS】可檢測(cè)出10cm高度氣壓差的絕對(duì)壓力傳感器

在2013年1月舉行的MEMS國(guó)際學(xué)會(huì)“IEEE MEMS 2013”上，有一篇關(guān)于分辨率達(dá)到1Pa以下的絕對(duì)壓力傳感器的論文（論文編號(hào)：090）。該傳感器可檢測(cè)出10cm高度差時(shí)的氣壓差，可用于汽車(chē)導(dǎo)航 儀中識(shí)別行駛中的道路是地面道路還是高架道路，此外還有望應(yīng)用于聽(tīng)診器及水下麥克風(fēng)等。

       該傳感器利用比原來(lái)更小的力來(lái)驅(qū)動(dòng)測(cè)壓用微小構(gòu)造部分，從而提高了靈敏度。原來(lái)的普通壓力傳感器采用以硅薄膜密閉空洞的構(gòu)造，檢測(cè)對(duì)象的空 氣壓力與密閉空間之間的氣壓差所產(chǎn)生的力會(huì)使硅薄膜彎曲，通過(guò)薄膜上附帶的壓電電阻元件檢測(cè)薄膜變形產(chǎn)生的應(yīng)力就可換算出氣壓差。硅薄膜是在周?chē)还潭ǖ?狀態(tài)下彎曲的。而此次的傳感器在以壓力差驅(qū)動(dòng)的部分采用單側(cè)支撐構(gòu)造（單側(cè)支撐梁），也就是不用將硅薄膜的周?chē)抗潭?，而只固定一?cè)。這樣一來(lái)，便形成 了比現(xiàn)有的硅薄膜更容易驅(qū)動(dòng)的狀態(tài)。

       為了檢測(cè)出壓力差，必須要通過(guò)單側(cè)支撐梁來(lái)制造密閉空間，因此，該傳感器用液體覆蓋在單側(cè)支撐梁上，通過(guò)減小單側(cè)支撐梁未支撐一側(cè)的間隙， 可借助表面張力防止液體向密閉空間泄漏。憑借這一構(gòu)造，當(dāng)覆蓋有液體的單側(cè)支撐梁受到氣壓時(shí)，單側(cè)支撐梁就會(huì)利用與密閉空間之間的氣壓差所形成的力產(chǎn)生比 原來(lái)的構(gòu)造更大的彎曲。壓力電阻元件就會(huì)檢測(cè)出這一彎曲。從利用液體來(lái)覆蓋傳感器部分這一構(gòu)造上的特點(diǎn)來(lái)看，該傳感器還可用于在液體中檢測(cè)水壓及聲壓的用 途。（記者：三宅常之，Tech-On！）

傳感器部分的截面圖（圖片由東京大學(xué)提供