Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
RU2680855C1 - High-frequency thin-film capacitive pressure sensor - Google Patents
[go: Go Back, main page]

RU2680855C1 - High-frequency thin-film capacitive pressure sensor - Google Patents

High-frequency thin-film capacitive pressure sensor Download PDF

Info

Publication number
RU2680855C1
RU2680855C1 RU2018117814A RU2018117814A RU2680855C1 RU 2680855 C1 RU2680855 C1 RU 2680855C1 RU 2018117814 A RU2018117814 A RU 2018117814A RU 2018117814 A RU2018117814 A RU 2018117814A RU 2680855 C1 RU2680855 C1 RU 2680855C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
membrane
film
dielectric film
sensor
frequency
Prior art date
Application number
RU2018117814A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Абдулжелил Махмудович Абдулкеримов
Вячеслав Юрьевич Теплышев
Анатолий Александрович Шинелев
Акоп Айрапетович Казарян
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Альтернативные Энергетические Технологии" (ООО "АЭТ")
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Альтернативные Энергетические Технологии" (ООО "АЭТ") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Альтернативные Энергетические Технологии" (ООО "АЭТ")
Priority to RU2018117814A priority Critical patent/RU2680855C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2680855C1 publication Critical patent/RU2680855C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring 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
    • G01L9/12Measuring 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 by making use of variations in capacitance, i.e. electric circuits therefor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: use to create a capacitive pressure sensor. Invention consists in the fact that a high-frequency thin-film capacitive pressure sensor consists of four dielectric films, the main screen is formed on the surface of the first dielectric film, first side screen is formed on the upper surface of the second dielectric film; the first dielectric film is the insulator between the main screen and the object of study, combined facing (membrane) is formed on the bottom surface of the fourth dielectric film; at least five through support holes pass through the first, second dielectric films and response plates to connect the sensor cavity under the membrane with atmospheric pressure; sensor is fixed on the surface of the object of study through the first dielectric film with grooves to maintain communication of the cell with the atmosphere through the support holes, while on the surface of the second dielectric film formed response plates of metal foil of rectangular or round shape; diameter of the perforation cell is chosen equal to 2a, where a – is the radius of the perforation cell, the height l of the perforation cell is chosen equal to the height of the total membrane thickness l1, to maintain a linear relationship between the output and input parameters, the membrane deflection is chosen much less than the total thickness l/2; after forming the sensor membrane from a dielectric film, the thickness of the metallized layer t is chosen to be no more than one micron, otherwise, when the membrane is a metal film, its thickness t is chosen in the range from 2 microns to 40 microns, at that the same time ensuring the minimum level of the measured pressure from 1 Pa to 20 kPa; maximum – from 200 Pa to 1,100 kPa, moreover, if the membrane is formed from a polyimide film, frequency of its own oscillations is 4.5 times lower than the magnitude of the natural frequency of a nickel film; moreover, the polyimide film selected as insulation and for metal coating in vacuum should be not less than 10 microns thick.
EFFECT: providing the possibility of expanding the frequency range of thin-film capacitive sensors more audio frequency (from 20 Hz to 20 kHz).
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в авиационной, космической технике, ЖКХ, акустике и в экспериментах для измерения быстропеременных давлении.The invention relates to measuring equipment and can be used in aviation, space technology, utilities, acoustics and in experiments for measuring rapidly varying pressure.

Известен емкостной датчик давления, сборку которого осуществляют в вакууме с применением технологии изготовления тонких эпитаксиальных пленок в вакууме. Мембрана датчика имеет плоскую цилиндрическую форму. Приводятся рациональные размеры конструкции чувствительного элемента (ЧЭ) емкостного датчика, позволяющего измерять пульсации давления от 102 мкПа до 2⋅105 Па (15-200 дБ), статического давления от 0 до 5⋅105 Па и их сочетание, т.е. давление звука (статодинамическое давление) в этих интервалах.Known capacitive pressure sensor, the assembly of which is carried out in vacuum using the technology of manufacturing thin epitaxial films in vacuum. The sensor membrane has a flat cylindrical shape. The rational dimensions of the design of the sensitive element (CE) of the capacitive sensor are given, which make it possible to measure pressure pulsations from 10 2 μPa to 2⋅10 5 Pa (15-200 dB), static pressure from 0 to 5⋅10 5 Pa and their combination, i.e. . sound pressure (statodynamic pressure) in these intervals.

ЧЭ емкостного датчика позволяет измерить пульсации и статическое давление на поверхности объекта исследованный (ОИ) бездренажным и дренажным способами (патент РФ №2179308 G01L 9/08, 9/12. 2002 г. «Емкостной датчик давления» автор А.А. Казарян).The SE of a capacitive sensor allows you to measure the pulsations and static pressure on the surface of the object studied (OI) by drainage and drainage methods (RF patent No. 2179308 G01L 9/08, 9/12. 2002 "Capacitive pressure sensor" by A. A. Ghazaryan).

Датчик имеет следующие недостатки. Сборка датчика проходит по сложному технологическому процессу, из-за чего повышается его стоимость. Датчик не позволяет измерить звуковое давление (пульсации давления) в диапазоне частот шире, чем от 20 Гц до 20 кГц.The sensor has the following disadvantages. The assembly of the sensor takes place through a complex technological process, because of which its cost increases. The sensor does not allow measuring sound pressure (pressure pulsations) in a frequency range wider than from 20 Hz to 20 kHz.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является емкостной датчик давления, основанный на принципе зависимости параметров, определяющих его электрическую емкость. Емкостный датчик давления состоит из двухсторонней фольгированной диэлектрической пленки, являющейся основанием датчика. На верхней поверхности основания датчика сформированы обкладки конденсатора с выводами. Фольга на нижней поверхности основания является экраном датчика. Мембрана датчика жестко закреплена на поверхности второй диэлектрической пленки. На обе поверхности мембраны нанесены третья и четвертая диэлектрические пленки. Для защиты выводов установлен экран, покрытый шестой и седьмой диэлектрическими пленками. Экран выполнен из того же материала, что и мембрана. Вторая пленка выполнена перфорированной с газообразным диэлектриком внутри ячейки и пропитана клеем. Дополнительно введен вывод в виде провода диаметром 1-2 мкм, покрытого изоляцией. На основании датчика обкладки перфорированы и имеют не менее пяти отверстий для связи полости датчика под мембраной с атмосферным давлением.Closest to the invention, the technical solution is a capacitive pressure sensor based on the principle of dependence of the parameters determining its electric capacity. A capacitive pressure sensor consists of a double-sided foil dielectric film, which is the base of the sensor. Capacitor plates with leads are formed on the upper surface of the sensor base. The foil on the bottom surface of the base is the sensor screen. The sensor membrane is rigidly fixed to the surface of the second dielectric film. The third and fourth dielectric films are deposited on both surfaces of the membrane. To protect the terminals, a screen is installed, covered with the sixth and seventh dielectric films. The screen is made of the same material as the membrane. The second film is perforated with a gaseous dielectric inside the cell and impregnated with glue. Additionally introduced output in the form of a wire with a diameter of 1-2 microns, coated with insulation. Based on the sensor, the plates are perforated and have at least five holes for connecting the sensor cavity under the membrane with atmospheric pressure.

Такое решение в указанной конструкции обеспечивает измерение бездренажным методом звукового давления (пульсации давления), давления звука (статодинамическое давление), статического давления, взрывных, ветровых давлений волны и т.д. (патент РФ №2485464 G01L 9/12. 2013 г. автор А.А. Казарян).Such a solution in the indicated design provides measurement by the drainless method of sound pressure (pressure pulsation), sound pressure (statodynamic pressure), static pressure, explosive, wind wave pressures, etc. (RF patent No. 2485464 G01L 9/12. 2013 by A.A. Ghazaryan).

Недостатком датчика является отсутствие возможности измерения звукового давления в диапазоне частот шире, чем 20 Гц-20 кГц.The disadvantage of the sensor is the inability to measure sound pressure in the frequency range wider than 20 Hz-20 kHz.

Задачей настоящего изобретения является реализация метода бездренажного измерения полей звукового давления за счет расширения диапазона измерения рабочей частоты тонкопленочных емкостных датчиков, больше диапазона звуковой частоты (20 Гц до 20 кГц). При этом сохраняя линейность зависимости изменения выходного сигнала (перемещение мембраны) от входного задаваемого давления (нагрузки) и необходимого коэффициента преобразования (чувствительности) датчика.The present invention is the implementation of the method of drainless measurement of sound pressure fields by expanding the measuring range of the operating frequency of thin-film capacitive sensors, more than the range of sound frequency (20 Hz to 20 kHz). At the same time, preserving the linearity of the dependence of the change in the output signal (membrane movement) on the input set pressure (load) and the required conversion coefficient (sensitivity) of the sensor.

Технический результат достигается тем, что высокочастотный тонкопленочный емкостной датчик давления, состоящий из четырех диэлектрических пленок, на поверхности первой диэлектрической пленки сформирован основной экран, на верхней поверхности второй диэлектрической пленки сформирован первый боковой экран, изолятором между основным экраном и объектом исследования является первая диэлектрическая пленка, на нижней поверхности четвертой диэлектрической пленки сформирована объединенная обкладка (мембрана), сквозь первую, вторую диэлектрические пленки и ответные обкладки проходят не менее пяти сквозных опорных отверстий для связи полости датчика под мембраной с атмосферным давлением; датчик закреплен на поверхности объекта исследования через первую диэлектрическую пленку с канавками для поддержания связи ячейки с атмосферой через опорные отверстия, дополнительно, на поверхности второй диэлектрической пленки сформированы ответные обкладки из металлической фольги прямоугольной или круглой формы; диаметр ячейки перфорации выбирают равной 2а, где а - радиус ячейки перфорации, высоту ℓ ячейки перфорации выбирают равной высоте общей толщины мембраны ℓ1; для сохранения линейной зависимости между выходным и входным параметрами прогиб мембраны выбирают намного меньше общей толщины ℓ/2; после формирования мембраны датчика из диэлектрической пленки (например, из полиимидной пленки) толщину металлизированного слоя t выбирают не более одного мкм, в противном случае, когда мембраной является металлическая пленка, его толщину t выбирают в диапазоне от 2 мкм до 40 мкм, при этом соответственно обеспечивая минимальный уровень измеряемого давления от 1 Па до 20 кПа; максимальный - от 200 Па до 1100 кПа, причем, если мембрана сформирована из полиимидной пленки, величина частоты ее собственных колебаний меньше величины частоты собственных колебаний пленки из никеля в 4,5 раза; причем полиимидная пленка, выбранная в качестве изоляции и для покрытия металлом в вакууме должна бать толщиной не менее 10 мкм.The technical result is achieved by the fact that a high-frequency thin-film capacitive pressure sensor, consisting of four dielectric films, a main screen is formed on the surface of the first dielectric film, a first side screen is formed on the upper surface of the second dielectric film, the first dielectric film is an insulator between the main screen and the object of study on the lower surface of the fourth dielectric film a united lining (membrane) is formed, through the first, second dielectric an insulating film and counter electrode are at least five through holes for connection reference sensor cavity under the membrane at atmospheric pressure; the sensor is mounted on the surface of the object of study through the first dielectric film with grooves to maintain communication between the cell and the atmosphere through the support holes; additionally, response plates of rectangular or round metal foil are formed on the surface of the second dielectric film; the diameter of the perforation cell is chosen equal to 2 a , where a is the radius of the perforation cell, the height ℓ of the perforation cell is chosen equal to the height of the total thickness of the membrane ℓ 1 ; to maintain a linear relationship between the output and input parameters, the deflection of the membrane is chosen much less than the total thickness ℓ / 2; after the sensor membrane is formed from a dielectric film (for example, from a polyimide film), the thickness of the metallized layer t is chosen to be no more than one μm, otherwise, when the membrane is a metal film, its thickness t is selected in the range from 2 μm to 40 μm, while respectively providing a minimum level of measured pressure from 1 Pa to 20 kPa; the maximum is from 200 Pa to 1100 kPa, and if the membrane is formed from a polyimide film, the frequency of its natural vibrations is 4.5 times less than the frequency of natural vibrations of the nickel film; moreover, the polyimide film selected as insulation and for coating with metal in vacuum should be at least 10 microns thick.

Расширение частотного диапазона емкостного датчика в авиационной акустике необходимо для измерения такого важного параметра как давление за скачком уплотнения, отраженным от замкнутого конца ударной трубы. Например, из обзоров открытой зарубежной литературы известно, что для измерения давления торможения газовой среды применяются пьезоэлектрические датчики, имеющих резонансную частоту ≥400 кГц и время нарастания сигнала 10-6 с.The expansion of the frequency range of a capacitive sensor in aeronautical acoustics is necessary to measure such an important parameter as the pressure behind the shock wave reflected from the closed end of the shock tube. For example, from reviews of open foreign literature it is known that piezoelectric sensors with a resonant frequency of ≥400 kHz and a signal rise time of 10 -6 s are used to measure the braking pressure of a gas medium.

Расширение частотного диапазона емкостного датчика важно также для исследования двухфазных жидких сред. Например, в водной среде у воздушных пузырьков диаметром один мм характерные значения собственной частоты равно ω0/2π≈3 кГц; но при диаметре 0,1 мм собственная частота пузырька достигает ω0/2π≈30 кГц, где ω0 - угловая частота колебания пузырька.The extension of the frequency range of the capacitive sensor is also important for the study of two-phase liquid media. For example, in an aqueous medium in air bubbles with a diameter of one mm, the characteristic values of the natural frequency are ω 0 / 2π≈3 kHz; but with a diameter of 0.1 mm, the natural frequency of the bubble reaches ω 0 / 2π≈30 kHz, where ω 0 is the angular frequency of the bubble.

На фиг. 1 представлена конструкция датчика из нескольких ЧЭ и отдельные его узлы. На фиг. 2 показана зависимость изменение частоты f от толщины мембраны t. На фиг. 3 и фиг. 4 - зависимость изменение частоты f от диаметра 2а отверстия под мембрану, где а - радиус отверстий ячейки перфорации пленки.In FIG. 1 shows the design of the sensor from several SE and its individual nodes. In FIG. 2 shows the dependence of the change in frequency f on the membrane thickness t. In FIG. 3 and FIG. 4 - dependence of the change in frequency f on the diameter 2 a of the hole under the membrane, where a is the radius of the holes of the cell perforation cell.

На фиг. 1 на поверхности ОИ 1 наклеен емкостной датчик давления, состоящий из четырех диэлектрических пленок 2, 4, 7 и 8, причем на верхнюю поверхность первой изоляционной диэлектрической пленки 2 нанесен основной экран 3; на второй диэлектрической пленке 4 сформирован первый боковой экран 5 и ответная обкладка 6. Третья диэлектрическая пленка 7 перфорирована. На четвертой диэлектрической пленке 8 сформирована объединенная обкладки (мембрана) 9 и второй боковой экрана 10 (фиг. 1 сеч. Б-Б). Третья диэлектрическая пленка 7 одновременно является изолятором между мембраной 9 и ответными обкладками 6 (фиг. 1 сеч. А-А, сеч. В-В). Сквозь диэлектрические пленки 2, 4 ответных обкладок 6 и основной экран 3 проходят опорные отверстия 11 с диаметром d. Канавка 12 проходит по нижней поверхности диэлектрической пленки 2 (фиг. 1 сеч. Б-Б). Для съема сигнала предусмотрены выводы с контактными площадками 13 (фиг. 1 сеч. А-А, сеч. В-В).In FIG. 1, a capacitive pressure sensor consisting of four dielectric films 2, 4, 7, and 8 is glued on the surface of the OI 1, the main screen 3 being applied to the upper surface of the first insulating dielectric film 2; on the second dielectric film 4, a first side screen 5 and a response plate 6 are formed. The third dielectric film 7 is perforated. On the fourth dielectric film 8, a united plate (membrane) 9 and a second side screen 10 are formed (Fig. 1 sec. BB). The third dielectric film 7 is simultaneously an insulator between the membrane 9 and the mating plates 6 (Fig. 1 sec. A-A, sec. B-B). Through the dielectric film 2, 4 of the reciprocal plates 6 and the main screen 3 pass the support holes 11 with a diameter of d. The groove 12 extends along the lower surface of the dielectric film 2 (FIG. 1, section BB). For signal pick-up, conclusions are provided with pads 13 (Fig. 1 sec. A-A, sec. B-B).

На фиг. 2 показана зависимость изменения частоты ƒ собственных колебаний никелевой мембраны 9 от толщины t мембраны 9 при разных значениях радиусах а ячейки перфорации 7. На фиг. 3 - фиг. 4 показаны зависимость изменения частоты ƒ собственных колебаний мембраны от изменения радиуса а ячейки 7 при заданных значениях толщины t мембраны 9.In FIG. 2 shows the dependence of the change in the frequency ƒ of the natural vibrations of the nickel membrane 9 on the thickness t of the membrane 9 at different values of the radii a of the perforation cell 7. FIG. 3 - FIG. Figure 4 shows the dependence of the change in the frequency ƒ of the natural vibrations of the membrane on the change in the radius a of the cell 7 for given values of the thickness t of the membrane 9.

Первую и вторую диэлектрические пленки 2, 4 и основной экран 3 изготавливают из полиимидной пленки толщиной от 5 мкм до 10 мкм, фольгированной медью или никелем толщиной 5 мкм. Такая конструкция хорошо защищена от влияния внешних электромагнитных помех.The first and second dielectric films 2, 4 and the main screen 3 are made of a polyimide film with a thickness of 5 μm to 10 μm, foil copper or nickel with a thickness of 5 μm. This design is well protected from external electromagnetic interference.

Параметры четвертой диэлектрической пленки 8 выбирают, исходя из частотных и амплитудных характеристик измеряемых пульсаций давления. Например, если необходимо измерять низкие уровни пульсаций давления от 50 дБ до 140 дБ с частотой больше 20 кГц, то выбирают полиимидную пленку толщиной от 10 мкм до 20 мкм с односторонней металлизацией никелем толщиной до t=1 мкм. При выборе толщины четвертой диэлектрической пленки меньше 10 мкм возникают технологические трудности - пленка скручивается, что затрудняет как металлизацию самой пленки, так и сборку пакета датчика.The parameters of the fourth dielectric film 8 are selected based on the frequency and amplitude characteristics of the measured pressure pulsations. For example, if it is necessary to measure low levels of pressure pulsations from 50 dB to 140 dB with a frequency of more than 20 kHz, then a polyimide film with a thickness of 10 μm to 20 μm with one-sided nickel plating with a thickness of up to t = 1 μm is chosen. When choosing the thickness of the fourth dielectric film less than 10 μm, technological difficulties arise - the film is twisted, which complicates both the metallization of the film itself and the assembly of the sensor package.

При конструировании тонкопленочных емкостных датчиков возникают трудности методологического характера. А именно, что является мембраной - четвертая диэлектрическая пленка 8 толщиной 10-20 мкм или объединенная обкладка (мембрана) 9 толщиной t до одного микрона из металла, например из никеля. Предлагается в расчетах емкостных пленочных датчиков делать допущение, что материал мембраны однороден и ее упругие свойства одинаковы во всех трех направлениях; металлизированный слой, толщиной до одного мкм, играющий роль обкладок конденсаторов, не влияет на упругость пленки. При этом в теоретической модели датчика рассмотрен однослойный случай. Если толщина фольги (металлизированной) существенно меньше толщины диэлектрической пленки, то при расчетах используется модуль упругости Е, коэффициент Пуассона μ и толщина диэлектрика, например, для полиимидной пленки E=3⋅109 Па, μ=0,22. При противоположном соотношении - эти же параметры фольги. Такой упрощенный подход позволяет описать основные реализации разработанных датчиков и получить хорошее совпадение расчетных и экспериментальных данных. На фиг. 2 - фиг. 4 показан зависимости частоты собственных колебаний от радиуса а ячейки перфорации и толщины t объединенной обкладки 9, т.е. толщины мембраны, в данном случае которой является никелевая пленка разной толщины. В случае если материалом мембраны выбрана полиимидная пленка, то величина частоты собственных колебаний уменьшается в 4,5 раза (см. фиг. 2 - фиг. 4). В случае мембраны из медной фольги величина частоты собственных колебаний уменьшается 1,64 раза (см. фиг. 2 - фиг. 4).When designing thin-film capacitive sensors, methodological difficulties arise. Namely, what is a membrane - the fourth dielectric film 8 with a thickness of 10-20 microns or an integrated lining (membrane) 9 with a thickness of t up to one micron of metal, for example nickel. It is proposed in the calculations of capacitive film sensors to make the assumption that the membrane material is homogeneous and its elastic properties are the same in all three directions; a metallized layer, up to one micron thick, playing the role of capacitor plates, does not affect the film elasticity. Moreover, in the theoretical model of the sensor, a single-layer case is considered. If the thickness of the foil (metallized) is significantly less than the thickness of the dielectric film, then the elastic modulus E, Poisson's ratio μ and dielectric thickness are used in the calculations, for example, for a polyimide film E = 3 =10 9 Pa, μ = 0.22. With the opposite ratio, these are the same foil parameters. Such a simplified approach allows us to describe the main implementations of the developed sensors and to obtain a good agreement between the calculated and experimental data. In FIG. 2 - FIG. 4 shows the dependences of the natural vibration frequency on the radius a of the perforation cell and the thickness t of the integrated plate 9, i.e. the thickness of the membrane, in this case, which is a nickel film of different thicknesses. If a polyimide film is selected as the membrane material, then the frequency of natural vibrations decreases by 4.5 times (see Fig. 2 - Fig. 4). In the case of a membrane made of copper foil, the value of the natural vibration frequency decreases 1.64 times (see Fig. 2 - Fig. 4).

Четвертая диэлектрическая пленка 8 формируется путем нанесения на нижнюю поверхность металлической мембраны (пленки) 9 полиимидной пленки или полиамидокислотного лака по известной технологии. Толщина t металлической мембраны 9 может быть выбрана в диапазоне от 1,0 мкм до 40 мкм, (фиг. 2-фиг. 4),The fourth dielectric film 8 is formed by applying to the lower surface of the metal membrane (film) 9 a polyimide film or polyamide-acid varnish according to known technology. The thickness t of the metal membrane 9 can be selected in the range from 1.0 μm to 40 μm, (Fig. 2-Fig. 4),

Высота ℓ ячейки перфорации не должна превышать общей толщины мембраны ℓ1. При этом обеспечивается линейность характеристики зависимости выходного сигнала датчика от входного, т.е. задаваемого давления. При этом прогиб мембраны y должно быть намного меньше общей толщины мембраны (в ℓ/2 раза).The height ℓ of the perforation cell must not exceed the total thickness of the membrane ℓ 1 . This ensures the linearity of the characteristics of the dependence of the output signal of the sensor from the input, i.e. set pressure. In this case, the deflection of the membrane y should be much smaller than the total thickness of the membrane (ℓ / 2 times).

Толщину металлической пленки объединенной обкладки выбирают в зависимости от диапазона измеряемого давления. Например, в случае металлической пленки из никеля и при диаметре ячейки перфорации 2a=0,8 мм и менее:The thickness of the metal film of the combined plate is selected depending on the range of the measured pressure. For example, in the case of a metal film of nickel and with a diameter of the perforation cell 2 a = 0.8 mm or less:

Figure 00000001
Figure 00000001

Связующими между мембраной 9, ответными обкладками 6 и выводами 13 являются слои клея К, нанесенные на поверхности перфорированной пленки до осуществлении перфорации (фиг. 1 сеч. Б-Б). Размеры обкладки прямоугольной формы могут быть 4×6 мм или 6×9 мм; или диаметром 3-6 мм в случае круглой формы.Binders between the membrane 9, the response plates 6 and the conclusions 13 are layers of glue K, deposited on the surface of the perforated film prior to perforation (Fig. 1 section. BB). The dimensions of the rectangular plate can be 4 × 6 mm or 6 × 9 mm; or with a diameter of 3-6 mm in the case of a round shape.

При изготовлении на одной подложке может быть сформировано от одного ЧЭ до нескольких десятков, с выводами или без них. Использованные материалы известны в промышленности. Опорное отверстие под мембраной выбирают диаметром d=0,25-0,3 мм. Связь с атмосферным давлением Р0 обеспечивают канавкой 12 на первой диэлектрической пленке 2, шириной равной высоте в обкладок 6 наклеенных на поверхности ОИ 1 (фиг. 1 сеч. А-А, сеч. Б-Б).In the manufacture on one substrate, from one SE to several tens, with or without leads, can be formed. The materials used are well known in the industry. The support hole under the membrane is chosen with a diameter of d = 0.25-0.3 mm. Communication with atmospheric pressure P 0 is provided by a groove 12 on the first dielectric film 2, with a width equal to the height of the plates 6 glued on the surface of OI 1 (Fig. 1 sec. A-A, sec. BB).

Основной экран 3 и вторую диэлектрическую пленку 4 скрепляют между собой клеем на эпоксидно-каучуковой основе. Датчик на поверхности ИО скрепляют клеем холодного отверждения любой марки.The main screen 3 and the second dielectric film 4 are fastened together with glue on an epoxy-rubber basis. The sensor on the surface of the IO is fastened with any type of cold curing adhesive.

Опорные отверстия на ответной обкладке 6 расположены симметрично относительно центральной оси. Опорные отверстия проходят сквозь вторую, первую диэлектрические пленки 4, 2 и основной экран 3. Выравнивание статического давления за мембраной необходимо для достижения возможно точного измерения давления и для уменьшения значения нижней границы рабочего частотного диапазона.The support holes on the mating plate 6 are located symmetrically with respect to the central axis. The support holes pass through the second, first dielectric films 4, 2 and the main screen 3. The equalization of the static pressure behind the membrane is necessary to achieve the most accurate pressure measurement and to reduce the lower limit of the working frequency range.

Наличие воздушного слоя, в зависимости от условий работы мембраны, позволяет внести в режим работы мембраны добавочное затухание или добавочную упругость. Наличие опорных отверстий при изменении звуковой частоты в широком диапазоне, влияние инерции воздуха, влияние внутреннего трения мембраны и т.д., одинаково и незначительно изменяют акустическое сопротивление емкостного датчика давления.The presence of an air layer, depending on the operating conditions of the membrane, allows additional attenuation or additional elasticity to be introduced into the membrane operating mode. The presence of support holes when changing the sound frequency in a wide range, the influence of inertia of the air, the influence of internal friction of the membrane, etc., equally and slightly change the acoustic resistance of a capacitive pressure sensor.

Прогиб мембраны вовнутрь ячейки перфорации диаметром 2а (фиг. 1 сеч. Б-Б) определяют с допущением, что при любом уровне давления (от минимального до максимального значения) на поверхности мембраны перемещение центра умак = ℓ мембраны и его напряженное состояние σмак обладает достаточно линейным функциями от давления.The deflection of the membrane inside the perforation cell with a diameter of 2 a (Fig. 1 sec. BB) is determined with the assumption that at any pressure level (from minimum to maximum value) on the surface of the membrane, the center moves at poppy = ℓ of the membrane and its stress state σ pop possesses fairly linear functions of pressure.

Эти параметры могут быть подсчитаны по известным формулам:

Figure 00000002
. Это обеспечивает линейность при условии, что умак≤0,5t [м], напряжение по окружности
Figure 00000003
и наибольшая частота собственных колебаний мембраны
Figure 00000004
, где Р - давление н/м2; E - модуль Юнга для никеля E=20,5⋅1010 н/м2, μ - коэффициент Пуассона μ=0,31; плотность j=8,8 кг/м2 и t - толщина мембраны [м].These parameters can be calculated according to well-known formulas:
Figure 00000002
. This ensures linearity, provided that at poppy ≤0.5t [m], the circumferential stress
Figure 00000003
and the highest natural vibration frequency of the membrane
Figure 00000004
where P is the pressure n / m 2 ; E - Young's modulus for nickel E = 20.5⋅10 10 n / m 2 , μ - Poisson's ratio μ = 0.31; density j = 8.8 kg / m 2 and t is the membrane thickness [m].

Для полиимидной пленки эти параметры равны: E=3⋅109 н/м2, μ=0,22; j=1,42 г/см3. При этом зависимость изменения наименьшей частоты собственных колебаний мембраны при заданных значениях разными радиусами а и толщины мембраны t никелевой фольги приводятся на фиг. 2 - фиг. 4For a polyimide film, these parameters are equal: E = 3⋅10 9 n / m 2 , μ = 0.22; j = 1.42 g / cm 3 . In this case, the dependence of the change in the lowest frequency of the membrane natural oscillations at given values by different radii a and the membrane thickness t of the nickel foil is shown in FIG. 2 - FIG. four

Исходя из частотных и амплитудных характеристик измеряемых пульсаций давления, определяют тип исполнения датчика для одноштучного изготовления или в матричном варианте изготовления (на одной подложке несколько ЧЭ). Согласно фиг. 1 ЧЭ датчика сформирован из мембраны т.е. объединенной обкладки 9, второй диэлектрической пленки 4 металлизированной на верхней поверхности, ответной обкладки 6. Вокруг ЧЭ сформирован первый боковой экран 5. Ответная обкладка 6 (или обкладки - в случае матричного варианта изготовления) датчика сформирована на второй диэлектрической пленке 4. Металлизацию мембраны, ответной обкладки с выводами, экранов из диэлектрической пленки (например, из полиимида) формируют в вакуумной камере через маски.Based on the frequency and amplitude characteristics of the measured pressure pulsations, determine the type of sensor for single-piece manufacturing or in the matrix manufacturing option (several SEs on one substrate). According to FIG. 1 SE of the sensor is formed from a membrane i.e. the combined plate 9, the second dielectric film 4 metallized on the upper surface, the mating plate 6. Around the CE is formed the first side screen 5. The mating plate 6 (or plates - in the case of the matrix manufacturing option) of the sensor is formed on the second dielectric film 4. Metallization of the membrane, the response plates with leads, screens from a dielectric film (for example, from polyimide) are formed in a vacuum chamber through masks.

Из первой и второй диэлектрических пленок собирают пакет. Далее, согласно разметкам опорных отверстий 11, сквозь указанные диэлектрические пленки 2, 4 и ответные обкладки 6 высверливают опорные отверстия диаметром 0,25-0,3 мм.From the first and second dielectric films collect the package. Further, according to the markings of the support holes 11, through the specified dielectric films 2, 4 and the counter plates 6 drill support holes with a diameter of 0.25-0.3 mm

Затем собирают полный пакет емкостного датчика согласно фиг. 1 сеч. Б-Б. Сформированный пакет выдерживают между пуансоном и матрицей под давлением (3,0-3,5)⋅105 Па/см при циклическом воздействии температуры от 80-110°C продолжительностью 5-10 мин. Затем повышают температуру от 110°C до 170°C продолжительностью 30-40 мин. Собранный пакет охлаждают до температуры 50-60°C, разбирают, проверяют работоспособность каждого ЧЭ датчика давления, при необходимости составляют паспорт.The complete capacitive sensor package according to FIG. 1 sec Bb. The formed package is held between the punch and the matrix under a pressure of (3.0-3.5) ⋅10 5 Pa / cm with a cyclic temperature effect of 80-110 ° C for a duration of 5-10 minutes. Then increase the temperature from 110 ° C to 170 ° C for a duration of 30-40 minutes The assembled bag is cooled to a temperature of 50-60 ° C, disassembled, the operability of each SE of the pressure sensor is checked, if necessary, a passport is made.

Собранный готовый датчик на одной подложке с несколькими ЧЭ на поверхности ОИ 1 скрепляют клеем отверждения любого типа. Зона опорных отверстий 11 (фиг. 1 сеч. Д-Д) должна быть свободна от клея.The assembled ready-made sensor on the same substrate with several CEs on the surface of OI 1 is fastened with any type of curing adhesive. The area of the support holes 11 (Fig. 1 section. DD) should be free of glue.

Известно, что чувствительность датчика с малым воздушным зазором ℓ между мембраной и ответной обкладки не зависит от ℓ, если внешняя шунтирующая емкость пренебрежимо мала по сравнению с емкостью датчика. Также известно, что это приводит к аннулированию эффекта возрастания жесткости воздушной подушки, когда зазор уменьшается и наоборот. Опорные отверстия с ячейками перфорации под мембраной увеличивают чувствительность датчика в двадцать раз.It is known that the sensitivity of a sensor with a small air gap ℓ between the membrane and the counter plate does not depend on ℓ if the external shunt capacitance is negligible compared to the capacitance of the sensor. It is also known that this leads to the cancellation of the effect of increasing stiffness of the air cushion, when the gap decreases and vice versa. Support holes with perforation cells under the membrane increase the sensitivity of the sensor by twenty times.

Предложенная конструкция датчика позволяет реализовать метод бездренажного определения полей пульсаций давления авиационной акустики в диапазоне частот от 5 Гц до 100 кГц. Высокочастотные тонкопленочные датчики данной конструкции могут с успехом применяться при выполнении следующих задач:The proposed sensor design makes it possible to implement the method of drainless determination of the fields of pressure pulsations of aircraft acoustics in the frequency range from 5 Hz to 100 kHz. High-frequency thin-film sensors of this design can be successfully used in the following tasks:

- проведение прочностных и аэродинамических исследований без нарушения целостности изделия;- conducting strength and aerodynamic research without violating the integrity of the product;

- совмещение и одновременное измерение распределения с весовыми, температурными и другими видами измерений.- combination and simultaneous measurement of distribution with weight, temperature and other types of measurements.

Для предоставления принципов работы предложенного емкостного датчика пренебрегаем амортизирующим действием воздушной прослойки и краевыми эффектами.To provide the operating principles of the proposed capacitive sensor, we neglect the cushioning effect of the air gap and edge effects.

Принцип работы датчика. При изменении давления на величину Р мембрана 9 прогибается вовнутрь ячеек перфорации 7, изменяется расстояние 2а между ответными обкладками 6 и объединенной мембраной 9. Изменение этого расстояния приводит к изменению емкости С и приращения емкости ΔС. Датчик поляризуют напряжением постоянного тока от 40 В до 200 В. Это напряжение подают на объединенную обкладку 9 через контактную площадку с выводами 13. Выходное напряжение, снимаемое с выходов ЧЭ объединенной обкладки 9 и контактной площадки с выводами 13 (фиг. 1 сеч. А-А, сеч. В-В), пропорционально коэффициенту приращения емкостного датчика

Figure 00000005
и напряжению поляризации датчика U, т.е. на выходе датчика имеем напряжение
Figure 00000006
.The principle of operation of the sensor. When the pressure changes by a value of P, the membrane 9 bends into the inside of the perforation cells 7, the distance 2 and between the counter plates 6 and the combined membrane 9 changes. A change in this distance leads to a change in the capacitance C and the increment of the capacitance ΔC. The sensor is polarized with a DC voltage from 40 V to 200 V. This voltage is applied to the integrated plate 9 through the contact pad with leads 13. The output voltage taken from the outputs of the CE of the combined cover 9 and the contact pad with leads 13 (Fig. 1, section A- A, section B-B), in proportion to the increment coefficient of the capacitive sensor
Figure 00000005
and the polarization voltage of the sensor U, i.e. at the output of the sensor we have voltage
Figure 00000006
.

Технико-экономический эффект предложенного изобретения достигается за счет увеличения частоты собственных колебаний мембраны.The technical and economic effect of the proposed invention is achieved by increasing the frequency of natural vibrations of the membrane.

С целью подтверждения технико-экономического эффекта был изготовлен тонкопленочный емкостной датчик в одноштучном исполнении. Между мембраной из металлизированной полиимидной пленки и ответными обкладками из фольгированной медью полиимидной пленки была расположена перфорированная полиимидная пленка толщиной ~20 мкм с отверстиями ячеек перфорации диаметром 2а=0,8 мм. Выходной сигнал емкостного датчика был согласован с входом усилителя заряда и усилен нормирующим усилителем напряжения. Напряжение поляризации датчика 100 В. Диапазон полосы пропускания рабочей частоты измерительной аппаратуры соответствует звуковой частоте от 20 Гц до 20 кГц.In order to confirm the technical and economic effect, a single-film thin-film capacitive sensor was manufactured. A perforated polyimide film with a thickness of ~ 20 μm with openings of perforation cells with a diameter of 2 a = 0.8 mm was located between the membrane of a metallized polyimide film and the counter plates of copper-foil polyimide film. The output signal of the capacitive sensor was matched with the input of the charge amplifier and amplified by a normalizing voltage amplifier. The polarization voltage of the sensor is 100 V. The bandwidth range of the operating frequency of the measuring equipment corresponds to the sound frequency from 20 Hz to 20 kHz.

При измерении частотной характеристики емкостного датчика за полосой пропускания было зафиксировано, что верхняя граница рабочего диапазона частот намного превышает 50 кГц. Эксперимент был проведен на стенде ударной трубы УТ-4. В качестве эталонной аппаратуры была использована аппаратура с микрофоном модели 4136 фирмы «Брюль и Къер» (Дания).When measuring the frequency response of the capacitive sensor behind the passband, it was recorded that the upper limit of the operating frequency range far exceeds 50 kHz. The experiment was conducted at the shock tube stand UT-4. As reference equipment, equipment with a microphone of model 4136 from Bruhl & Kj фирмыr (Denmark) was used.

В работе [«Приемники пульсаций давления, используемых для аэродинамических исследований (по материалам иностранной печати)». Отделение Научно-технической Информации ЦАГИ №619 1983 г. стр. 19] описывается приемник, у которого удалось получить рабочий диапазон частот до 500 кГц за счет обеспечения очень малого зазора между обкладками (0,6-0,7 мкм). В этой работе представляет интерес также конденсаторный приемник (датчик) давления с шероховатой поверхностью неподвижной обкладки. Шероховатость имеет нерегулярный характер, причем мембрана натягивается не на некотором расстоянии от обкладки, а ложится прямо на неподвижную четвертую диэлектрическую пленку.In ["Receivers of pressure pulsations used for aerodynamic research (based on foreign press)." Department of Scientific and Technical Information TsAGI No. 619 1983 p. 19] describes a receiver from which it was possible to obtain an operating frequency range of up to 500 kHz by providing a very small gap between the plates (0.6-0.7 μm). In this work, a capacitor receiver (sensor) of pressure with a rough surface of the fixed plate is also of interest. The roughness is irregular in nature, and the membrane is not stretched at a certain distance from the plate, but lies directly on a stationary fourth dielectric film.

Таким образом, упрощается конструкция датчика и уменьшается масса воздуха между обкладками конденсатора. В некотором приближении весь датчик можно рассматривать как совокупность независимых датчиков, образованных прогибами отдельных участков мембраны на микронеровностях неподвижной ответной обкладки, соединенных параллельно.Thus, the design of the sensor is simplified and the mass of air between the plates of the capacitor is reduced. In a certain approximation, the entire sensor can be considered as a set of independent sensors formed by the deflections of individual sections of the membrane on the microroughnesses of the stationary response plate connected in parallel.

Частотная характеристика емкостного датчика зависит от средних уровней давления, при которых он используется, что объясняется малой собственной массой мембраны, влиянием присоединительных масс воздуха и практической реализацией демпфирования резонансного пика, которое зависит от давления окружающей среды и ухудшается при отклонении от проектных условий.The frequency response of the capacitive sensor depends on the average pressure levels at which it is used, which is explained by the low self-weight of the membrane, the influence of the connecting masses of air, and the practical implementation of the damping of the resonance peak, which depends on the ambient pressure and worsens when deviated from the design conditions.

Как отечественные, так и зарубежные исследования показали, что емкостные датчики имеют очень широкие динамические диапазоны по измеряемым давлениям. Верхний предел измерения пульсации давлений обычно определяется допустимыми искажениями и может достигать 170 дБ и больше. Нижние уровни измеряемых давлений 45-50 дБ. Исследования показали, что при использовании малошумящей усилительной аппаратуры суммарный шум предварительного усилителя с датчиком составляет 3-5 мкВ. В области низких частот основную роль играют шумы предварительного усилителя заряда, а в области более высоких частот большую роль играют шумы от броуновского движения молекул воздуха около мембраны.Both domestic and foreign studies have shown that capacitive sensors have very wide dynamic ranges for measured pressures. The upper limit of the measurement of pressure pulsation is usually determined by permissible distortions and can reach 170 dB or more. The lower levels of the measured pressures are 45-50 dB. Studies have shown that when using low-noise amplification equipment, the total noise of the pre-amplifier with a sensor is 3-5 μV. In the low-frequency region, the main role is played by the noise of the preliminary charge amplifier, and in the higher-frequency region, the noise from the Brownian motion of air molecules near the membrane plays a large role.

В случае необходимости применения емкостного датчика на очень низких частотах от 0,01 Гц до 5,0 Гц опорные отверстия необходимо закрыть и использовать емкостной датчик с аппаратурой на несущей частоте.If it is necessary to use a capacitive sensor at very low frequencies from 0.01 Hz to 5.0 Hz, the support holes must be closed and a capacitive sensor with equipment at the carrier frequency used.

В отечественной и зарубежной измерительной технике обычно мембрану микрофонов формируют тонкой и сильно натянутой. В качестве материала мембраны используются никелевые пленки толщиной 5-20 мкм.In domestic and foreign measuring equipment, usually the membrane of microphones is formed thin and strongly stretched. Nickel films with a thickness of 5-20 μm are used as the membrane material.

Claims (1)

Высокочастотный тонкопленочный емкостной датчик давления, состоящий из четырех диэлектрических пленок, на поверхности первой диэлектрической пленки сформирован основной экран, на верхней поверхности второй диэлектрической пленки сформирован первый боковой экран, изолятором между основным экраном и объектом исследования является первая диэлектрическая пленка, на нижней поверхности четвертой диэлектрической пленки сформирована объединенная обкладка (мембрана), сквозь первую, вторую диэлектрические пленки и ответные обкладки проходят не менее пяти сквозных опорных отверстий для связи полости датчика под мембраной с атмосферным давлением; датчик закреплен на поверхности объекта исследования через первую диэлектрическую пленку с канавками для поддержания связи ячейки с атмосферой через опорные отверстия, отличающийся тем, что на поверхности второй диэлектрической пленки сформированы ответные обкладки из металлической фольги прямоугольной или круглой формы; диаметр ячейки перфорации выбирают равным 2а, где а - радиус ячейки перфорации, высоту l ячейки перфорации выбирают равной высоте общей толщины мембраны l1, для сохранения линейной зависимости между выходным и входным параметрами прогиб мембраны выбирают намного меньше общей толщины l/2; после формирования мембраны датчика из диэлектрической пленки толщину металлизированного слоя t выбирают не более одного мкм, в противном случае, когда мембраной является металлическая пленка, его толщину t выбирают в диапазоне от 2 мкм до 40 мкм, при этом соответственно обеспечивая минимальный уровень измеряемого давления от 1 Па до 20 кПа; максимальный - от 200 Па до 1100 кПа, причем, если мембрана сформирована из полиимидной пленки, величина частоты ее собственных колебаний меньше величины частоты собственных колебаний пленки из никеля в 4,5 раза; причем полиимидная пленка, выбранная в качестве изоляции и для покрытия металлом в вакууме, должна быть толщиной не менее 10 мкм.A high-frequency thin-film capacitive pressure transducer consisting of four dielectric films, a main screen is formed on the surface of the first dielectric film, a first side screen is formed on the upper surface of the second dielectric film, the first dielectric film is an insulator between the main screen and the object of study, on the lower surface of the fourth dielectric film a combined lining (membrane) is formed, through the first, second dielectric films and the mating passages at least five through support holes for connecting the sensor cavity under the membrane with atmospheric pressure; the sensor is fixed on the surface of the object of study through the first dielectric film with grooves to maintain communication between the cell and the atmosphere through the support holes, characterized in that on the surface of the second dielectric film mating plates of rectangular or round metal foil are formed; the diameter of the perforation cell is chosen equal to 2a, where a is the radius of the perforation cell, the height l of the perforation cell is chosen equal to the height of the total thickness of the membrane l 1 , to maintain a linear relationship between the output and input parameters, the deflection of the membrane is chosen much less than the total thickness l / 2; after the sensor membrane is formed from a dielectric film, the thickness of the metallized layer t is selected no more than one μm, otherwise, when the membrane is a metal film, its thickness t is selected in the range from 2 μm to 40 μm, while providing a minimum measured pressure level of 1 Pa to 20 kPa; the maximum is from 200 Pa to 1100 kPa, and if the membrane is formed from a polyimide film, the frequency of its natural vibrations is 4.5 times less than the frequency of natural vibrations of the nickel film; moreover, the polyimide film selected as insulation and for coating with metal in vacuum should be at least 10 microns thick.
RU2018117814A 2018-05-15 2018-05-15 High-frequency thin-film capacitive pressure sensor RU2680855C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018117814A RU2680855C1 (en) 2018-05-15 2018-05-15 High-frequency thin-film capacitive pressure sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018117814A RU2680855C1 (en) 2018-05-15 2018-05-15 High-frequency thin-film capacitive pressure sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2680855C1 true RU2680855C1 (en) 2019-02-28

Family

ID=65632572

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018117814A RU2680855C1 (en) 2018-05-15 2018-05-15 High-frequency thin-film capacitive pressure sensor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2680855C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2860326C1 (en) * 2025-09-08 2026-04-16 Дмитрий Вячеславович Агафонов Rapidly varying and static pressure sensor

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2089864C1 (en) * 1994-12-16 1997-09-10 Центральный аэрогидродинамический институт им.проф. Н.Е.Жуковского Variable-capacitance pressure transducer
RU2179308C1 (en) * 2000-07-27 2002-02-10 Государственное унитарное предприятие Центральный аэрогидродинамический институт им. профессора Н.Е. Жуковского Capacitive pressure transducer
JP2004191137A (en) * 2002-12-10 2004-07-08 Fujikura Ltd Capacitive pressure sensor
RU2384826C1 (en) * 2008-12-10 2010-03-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Sound pressure measuring device
RU2485464C1 (en) * 2011-11-24 2013-06-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Capacitance pressure sensor
US20160290883A1 (en) * 2015-04-02 2016-10-06 Johannes Schumm Pressure Sensor
EP3163277A1 (en) * 2012-09-07 2017-05-03 Dynisco Instruments Llc Capacitive pressure sensor

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2089864C1 (en) * 1994-12-16 1997-09-10 Центральный аэрогидродинамический институт им.проф. Н.Е.Жуковского Variable-capacitance pressure transducer
RU2179308C1 (en) * 2000-07-27 2002-02-10 Государственное унитарное предприятие Центральный аэрогидродинамический институт им. профессора Н.Е. Жуковского Capacitive pressure transducer
JP2004191137A (en) * 2002-12-10 2004-07-08 Fujikura Ltd Capacitive pressure sensor
RU2384826C1 (en) * 2008-12-10 2010-03-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Sound pressure measuring device
RU2485464C1 (en) * 2011-11-24 2013-06-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Capacitance pressure sensor
EP3163277A1 (en) * 2012-09-07 2017-05-03 Dynisco Instruments Llc Capacitive pressure sensor
US20160290883A1 (en) * 2015-04-02 2016-10-06 Johannes Schumm Pressure Sensor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2860326C1 (en) * 2025-09-08 2026-04-16 Дмитрий Вячеславович Агафонов Rapidly varying and static pressure sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7710001B2 (en) Piezoelectric transducers and associated methods
Kressmann et al. Silicon condenser microphones with corrugated silicon oxide/nitride electret membranes
Hillenbrand et al. Quasistatic and dynamic piezoelectric coefficients of polymer foams and polymer film systems
US4156800A (en) Piezoelectric transducer
US12497283B2 (en) MEMS die and MEMS-based sensor
Kacprzyk et al. Double-layer electret transducer
Hansen et al. Wideband micromachined capacitive microphones with radio frequency detection
Hu et al. A ScAlN-based piezoelectric MEMS microphone with sector-connected cantilevers
RU2680855C1 (en) High-frequency thin-film capacitive pressure sensor
Chobotov et al. Nonlinear response of a circular membrane to sinusoidal acoustic excitation
Hillenbrand et al. High sensitivity electret accelerometer with integrated FET
Hillenbrand et al. Piezoelectricity of cellular and porous polymer electrets
US20150215707A1 (en) Pblg based planar microphones
Pazhooh et al. Design and simulation of a novel high sensitive MEMS microphone based on a spring-supported circular diaphragm
KR20240071167A (en) Diaphragm for detecting acoustic wave and microphone including the same
Zheng et al. Tunable Piezoelectric MEMS Microphone Based on Inverse Piezoelectric Effect
RU2145065C1 (en) Capacitive pressure fluctuation transducer and process of its assembly
Loboda et al. Capacitive MEMS microphones for medical applications
Hansen et al. Improved modeling and design of microphones using radio frequency detection with capacitive micromachined ultrasonic transducers
Rai et al. Electret microphone for photoacoustic spectrometer and a simple power meter
RU2334964C1 (en) Measuring condenser microphone of sound pressure and method of its assembly
WO2021016458A1 (en) Multi frequency acoustic emission micromachined transducers for non-destructive evaluation of structural health
Medley et al. Properties of an electrostatic transducer
Hillenbrand et al. Electret transducers for measuring acceleration and structure-borne sound
Huang et al. Micromachined piezoelectric microphone with high signal to noise ratio