1% genaue Absolutdrucksensorfamilie mit zweidimensionaler Kalibration

In diesem Beitrag wird eine monolithisch integrierte Absolutdrucksensorfamilie mit "on-chip" oberflächenmikromechanischem kapazitivem Drucksensorelement, Sensorauslese, Linearisierung und Temperaturkompensation vorgestellt. Das Ein-Chip-Sensorsystem erreicht nach einer Kalibration eine Genauigkeit von ±1% (Grenzpunktmethode lt. DIN 16086). Die Temperaturkompensation und Linearisierung wird unter Verwendung der Interpolationseigenschaften von 2 Sigma-Delta-Modulatoren mittels einer zweidimensionalen stückweise linearen Kennlinie realisiert. Durch Einsatz dieser Technik beschränkt sich die Kalibration des Sensorsystems auf wenige Punkte innerhalb des gesamten Druck- und Temperaturbereiches und der Kalibrationsvorgang wird wesentlich verkürzt. Das Sensorsystem wird in einem für die Oberflächenmikromechanik erweiterten 1,2 µm CMOS-Prozeß hergestellt und hat eine Chipfläche von 11,8 mm². Die Leistungsaufnahme beträgt ca. 6 mW.