流量传感器是应用最广泛的三种传感器之一,随着各种传感器的开发与应用,以加热器作为工作平台的传感器在物理、化学、生物等传感器上得到了充分的重视,成为传感器领域研究的一个重点。热式气体质量流量传感器就是其中的一类。 本文阐述了热式气体质量流量传感器的基础理论,在此基础上介绍了国内外各种热式气体流量传感器的基本结构和特点。并以其中一类传感器结构为例,介绍了传感器工作在恒流情况下的气体流速引起热敏电阻的变化率与输出电压的关系,并伴以数学模型解释。 本课题采用MEMS工艺制作热膜式气体质量流量传感器,主要工作放在敏感头芯片部分的研制。从敏感头的芯片热敏电阻材料的选取、热敏电阻结构设计和制备、信号处理电路的设计等方面进行了详尽的理论分析和反复的实践验证。运用有限元分析热温度场与气体流速的关系。最后,给出环境温度条件下气体流量与输出电压的关系,结果呈现线性趋势。 研制热膜式气体质量流量传感器,目的就是通过实验,掌握MEMS工艺,制作薄膜热敏电阻并了解其与气体的流量以及输出电压的关系,以期待可以制备性能良好的该类产品来取代进口的产品,推广热式气体传感器的应用。