近年来,微机械加工技术和微机电系统(MEMS)的迅速发展,为具有广阔应用前景的适用于SOC的微气压传感器的研制奠定了坚实基础。研制一种用于测量微小气压的微加热板式微气压传感器成为国内外研究的一个热点,因此,为探求低气压与微加热结构之间的效应机理,并建立微气压传感器的设计方法及性能评估方法,开展实验测试成为这项研究的基本手段之一。 本文首先对适用于SOC的半导体微气压传感器的工作原理、设计与制造工艺做了介绍,充分考虑微气压传感器和真空技术特点,开发了一套微气压传感器自动测试系统,为深入开展适用于SOC的微传感器的研究工作提供了完整的软硬件实验平台。 该系统由计算机、仪器系统、真空获得装置和测试电路组成。计算机作为主控机通过串口程控Keithly2400直流电源对半导体微气压传感器进行恒流或恒压电桥模式的加热;并通过串口通讯实现对测试电路的控制。利用D/A卡分别控制电动调节阀和质量流量控制器,一方面,程序通过模糊控制算法对电动调节阀输出控制实现了微气压自动控制;另一方面,通过对质量流量控制器的控制实现单组分气体的气压调节。计算机通过A/D卡实时采集微气压传感器的动态响应信号;在测试系统的工作界面中,可同步实时输出对应数据采集通道的数据曲线,并把采集到的电压信号数据存入文本文件,参数计算结果存入Access数据库中,供用户查阅和处理。此外,为了方便用户处理数据,可以把文本文件转换成Excel文件,充分发挥Excel的强大数据处理及画图能力。 系统软件设计采用面向对象的设计方法,以Visual C++6.0为程序设计语言,对系统的具体功能进行模块化设计。该自动测试系统功能齐全、用户界面友好,并且数据的观察与处理方便。最后通过实验研究分析了自动化测试系统综合性能,为半导体微气压传感器特性的研究提供了可靠的测试数据。