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寬範圍派藍尼真空計之設計

為了解決吸盤掛勾的問題，作者洪一中 這樣論述：

本論文主旨是整合元件特性與惠斯登電橋電路之操作原理於派藍尼真空計元件之設計，設計出感測範圍為10-4 Torr - 760 Torr之寬範圍微機電派藍尼真空計，並透過元件設計改善輸出訊號之線性度。微機電派藍尼真空計元件通常具有一懸浮薄膜結構，此薄膜由支撐腳連結到作為熱汲體之基材，形成一隔熱良好之結構，薄膜上方鍍有一層具有電阻溫度係數之感測電阻，當電流通過感測電阻時產生焦耳熱，熱能會經由各傳熱路徑傳遞出去，而達到穩定溫度。派藍尼真空計元件感測下限及上限分別可經由減小固體熱導以及縮短懸浮薄膜和熱汲體間距來擴展，然而同時具有低固體熱導與短間距之元件結構設計與製作難以實現。本論文設計兩個不同感測範圍

之派藍尼真空計，將兩顆元件整合於惠斯登電橋電路，在不需透過切換電路下即可提升整體氣壓感測範圍。本論文成功模擬設計出寬範圍微機電派藍尼真空計，由惠斯登電橋電路連接一顆感測範圍為10-4 Torr - 1 Torr之中真空度派藍尼真空計和一顆感測範圍為0.1 Torr - 760 Torr之粗真空度派藍尼真空計整合組成，成功實現寬範圍派藍尼真空計。此外透過調整兩顆元件的幾何尺寸與操作溫度優化整體輸出訊號之線性度。最終設計出當輸入電壓為2 V時，感測範圍可達10-4 Torr - 760 Torr且整體輸出訊號線性度為0.9994之寬範圍派藍尼真空計，其中中真空度元件之固體熱導為7.4 × 10-7

W/K、懸浮薄膜面積為100 × 100 μm2；粗真空度元件之固體熱導為9 × 10-6 W/K、懸浮薄膜面積為50 × 50 μm2。