基于双螺旋式加热器的柔性MEMS流量传感器.pdf

年第卷第期传感器与微系统（）

２０２４４３２ＴｒａｎｓｄｕｃｅｒａｎｄＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ４１

：—（）——

ＤＯＩ１０．１３８７３／Ｊ．１０００９７８７２０２４０２００４１０４

基于双螺旋式加热器的柔性ＭＥＭＳ流量传感器

王琪，冯建国，马渊明，陈兴，许高斌

（）

合肥工业大学安徽省微电子机械系统工程技术研究中心微电子学院，安徽合肥２３０００９

摘要：针对传统流量传感器的量程限制，提出了一种基于双螺旋结构加热器的柔性基底微机电系

统（）热式流量传感器。在基底上打出均匀通孔阵列以降低热传导损耗，两对测温电阻对称分布在

ＭＥＭＳ

加热器两侧，以获得较宽量程，在微小流量与大流量下均表现出较高灵敏度。采用基于惠斯通电桥的检测

电路实现输出电压的测量，同时保持加热器与环境温度恒定温差２００Ｋ，对电阻自热进行补偿。传感器工

－１００～４００℃０～６０ｍ／ｓ１２．７５Ｖ／ｍｓ－１０．００１ｍｍ／

作温度，量程为；低流速下灵敏度约为（·），分辨率可达

－１

，高流速下灵敏度约为（·），功耗低至。

ｓ１．４ｍＶ／ｍｓ１．３ｍＷ

关键词：微机电系统；热流量；双螺旋结构；热温差式；柔性

中图分类号：文献标识码：文章编号：—（）——

ＴＰ２１２Ａ１０００９７８７２０２４０２００４１０４

ＦｌｅｘｉｂｌｅＭＥＭＳｆｌｏｗｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎｄｏｕｂｌｅｈｅｌｉｘｈｅａｔｅｒ

，，，，

ＷＡＮＧＱｉＦＥＮＧＪｉａｎｇｕｏＭＡＹｕａｎｍｉｎｇＣＨＥＮＸｉｎｇＸＵＧａｏｂｉｎ

（ＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＡｎｈｕｉＰｒｏｖｉｎｃｅ，

ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ２３０００９，Ｃｈｉｎａ）

：，

ＡｂｓｔｒａｃｔＴｏｏｖｅｒｃｏｍｅｔｈｅｒａｎｇｅｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｆｌｏｗｓｅｎｓｏｒｓａｆｌｅｘｉｂｌｅｓｕｂｓｔｒａｔｅＭＥＭＳｔｈｅｒｍａｌｆｌｏｗ

ｓｅｎ