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中國科學院航空航天信息研究所（AIR）陳德勇教授和王俊波教授帶領的研究團隊開發出一種新型微型傳感器，該傳感器提高了真空壓力檢測的精度和測量范圍。相關研究成果發表在《微系統與納米工程》期刊上。

寬范圍真空傳感器在眾多高科技領域中發揮著關鍵作用。例如，在半導體行業，化學氣相沉積、等離子蝕刻等工藝都離不開精確的壓力控制。然而，現有傳感器技術面臨著測量范圍與精度難以兼顧的問題：皮拉尼真空計（Pirani gauges）測量范圍廣但精度不足，電容膜片真空計（CDGs）精度高卻范圍有限；而將兩種技術結合的復合傳感器則體積龐大、結構復雜，且對氣體類型敏感。

為解決這些問題，該團隊研發出一種微機電系統（MEMS）壓力傳感器。這種傳感器通過單個傳感元件，集成兩種諧振工作模式于同一芯片，可在六個數量級的范圍內（0.3 帕至 100,000 帕）穩定工作。在低壓環境（0.3 帕–1,000 帕）下，它采用 “模式局域化” 模式，能將微小的壓力變化放大為易于檢測的信號；在高壓環境（1,000 帕–100,000 帕）下，它會自動切換至傳統諧振模式，該模式具有高精度和高穩定性的特點。

這種雙模式設計帶來了卓越的性能：在低壓環境下分辨率約為 0.1 帕，高壓環境下為 2.0 帕；校準誤差極小 —— 低壓下 120°C 時相對偏差為 1.99%，高壓下滿量程偏差低至 0.01%。此外，它在–20°C 至 120°C 的寬溫度范圍內表現穩定，且不受氣體類型影響。

所有這些功能都集成在一個體積僅為 27.2 立方毫米的緊湊型 MEMS 芯片中，遠小于傳統商用傳感器芯片（后者體積可能是其 200 多倍）。

這項研究為半導體制造、太空任務和高精度工程等領域的應用提供了新思路。