具有温度补偿的微细圆柱基MEMS流速传感器研究
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1.微米纳米加工技术全国重点实验室;2.上海交通大学电子信息与电气工程学院微纳电子系

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基金项目:

国家自然科学基金项目(面上项目,重点项目,重大项目)


Research on micro-cylindrical based MEMS Flow Rate Sensor With Temperature Compensation
Author:
Affiliation:

National Key Laboratory of Advanced Micro and Nano Manufacture Technology

Fund Project:

The National Natural Science Foundation of China (General Program, Key Program, Major Research Plan)

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    摘要:

    目前常见的流速传感器由于尺寸原因,只能介入管径较大的管道进行液体流速测量。为了介入小管径管道,设计并制造了一种具有温度补偿功能圆柱式热阻式微电子机械系统(MEMS)流速传感器,其包含一个加热电阻以及一个测温电阻,通过热损失的工作原理实现对不同温度流体流速的精确测量。测试结果表明:制造的流速传感器的温度系数(TCR)为0.22%/℃,灵敏度(S)为4.25mV/(cm.s-1)。提出的圆柱型MEMS流速传感器可测量内径为2mm的管道中的流速,测量精度高,有望应用于工业、生物医学等领域。

    Abstract:

    Due to size reasons, current common flow rate sensors can only be inserted into pipes with larger diameters to measure liquid flow rate. To be placed into a micro pipeline, a cylinder thermal resistance micro-electromechanical system(MEMS) flow sensor with temperature compensation was designed and fabricated. It is composed of a heating resistor and a temperature-measuring resistor to measure the flow rate through the working principle of heat loss. The experimental results show that the temperature coefficient of resistance(TCR) is 0.22 %/℃ and the sensitivity was 4.25 mV/(cm.s-1). The designed circuits demonstrate an excellent effect of temperature compensation for accurate measuring results. The proposed flow sensor can measure the flow rate in a pipe with an inner diameter of 2mm, with high measurement accuracy, and is expected to be applied to the industrial, biomedical, and other fields.

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  • 收稿日期:2023-10-18
  • 最后修改日期:2023-10-18
  • 录用日期:2023-11-02
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