壓力傳感器研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

秘,從生產(chǎn)的過程控制到現(xiàn)代文明生活,幾乎每一項技術(shù)都離不開傳感器,因此,許多國家對傳感器技術(shù)的發(fā)展十分重視,如日本把傳感器技術(shù)列為六大核心技術(shù)(計算機、通信、激光、半導體、超導體和傳感器)之一。在各類傳感器中壓力計、水速計、壓力表、電子稱以及自動報警裝置等。壓力傳感器已成為各類傳感了解和熟識國內(nèi)外壓力傳感器的研究現(xiàn)狀和1壓力傳感器的發(fā)展歷程以[1]:(1)發(fā)明階段(1945-1960年):這個階段主要是以1947年雙極性晶體管的發(fā)明為標志。此后,半導體材料的這一特性得到較廣泛應用。史密斯(C.S.Smith)與1945發(fā)現(xiàn)了硅與鍺的壓阻效應[2],即當有外力作用于半導體材料時,其電阻將明顯發(fā)生變化。依據(jù)此原理制成的壓力傳感器是把應變電阻片粘在號進行測量。此階段最小尺寸大約為1cm。(2)技術(shù)發(fā)展階段(1960-1970年):隨著硅擴散技術(shù)的發(fā)展,技術(shù)人員在硅的(001)或(110)晶面選擇合適的晶向直接把應變電阻擴散在晶面上,然后在點,實(3)商業(yè)化集成加工階段(1970-1980年):在硅杯擴散理論的基礎(chǔ)上應技術(shù)為主,發(fā)展成為可以自動控制硅膜厚度的硅各向異性加工技術(shù)[4],主要有V中止法和微機控制自動中止法。由化(4)微機械加工階段(1980年-今):上世紀末出現(xiàn)的納米技術(shù),使得微機通過微機械加工工藝可以由計算機控制加工出結(jié)構(gòu)型的壓力傳感器,其線度可以控制在微米級范圍內(nèi)。利用這一技術(shù)可以加工、蝕刻微米級的溝、條、膜,2壓力傳感器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2.1光纖壓力傳感器[5],但投入實際領(lǐng)域的并不是太多。它的工作原理是利用敏感元件受壓力作用時的形變與反射光強度相關(guān)的特性,由硅框和金鉻薄膜組成的膜片結(jié)構(gòu)中間夾了一個硅光纖擋板,在有壓力的情況下,光線通過擋板的過程中會發(fā)生強度的改變,通過檢測這個微小的改變量,我們就能測得壓脈導管氣球內(nèi)在加工與健康保健方面,光纖傳感器也在快速發(fā)展。2.2電容式真空壓力傳感器[6]E+H公司的電容式壓力傳感器是由一塊基片和厚度為0.8~2.8mm的氧化鋁(Al2O3)構(gòu)成,其間用一個自熔焊接圓環(huán)釬焊在一起。該環(huán)具有隔離作用,靠性和持久的精度。測量方法采用電容原理,基片上一電容CP位于位移最大的膜片的中央,而另一參考電容CR位于膜移,電容值不發(fā)生變化,CP的變化則與施加的壓片上不會被破壞,無負載時會立刻返回原位無任何滯后,過載量可以達到100%,即2.3耐高溫壓力傳感器新型半導體材料碳化硅(SiC)的出現(xiàn)使得單晶體的高溫傳感器的制作成為C器.實驗結(jié)果表明,在輸入電壓為5V,被測壓力為6.9MPa的條件下,23500℃時的滿量程輸出為44.66~20.03mV,滿量程線度為20.17%,遲滯為0.h優(yōu)點是PN結(jié)泄漏電流很小,沒有熱匹配問題以及升溫不產(chǎn)生塑性變型,可以批KPa2.4硅微機械加工傳感器在微機械加工技術(shù)逐漸完善的今天,硅微機械傳感器在汽車工業(yè)中的應用越來越多。而隨著微機械傳感器的體積越來越小,線度可以達到1~2mm,可以放置enek球的眼壓計,其膜片直徑為1mm。在內(nèi)眼壓為602.5具有自測試功能的壓力傳感器為了降低調(diào)試與運行成本,DirkDeBruyker等人報導了一種具有自測試功感mmm2.6多維力傳感器六維力傳感器的研究和應用是多維力傳感器研究的熱點,現(xiàn)在國際上只有開創(chuàng)性的研制出組合有壓電層的柔軟光學陣列觸覺,陣列密度為2438tactels/cm2,力靈敏1g,結(jié)構(gòu)柔性很好,能抓握和識別雞蛋和鋼球,現(xiàn)已用于機器人分3壓力傳感器的發(fā)展趨勢當今世界各國壓力傳感器的研究領(lǐng)域十分廣泛,幾乎滲透到了各行各業(yè),但(1)小型化目前市場對小型壓力傳感器的需求越來越大,這種小型傳感器可以工作在極端惡劣的環(huán)境下,并且只需要很少的保養(yǎng)和維護,對周圍的環(huán)境影響國Entran公司生產(chǎn)的量程為2~500PSI的傳感器,直徑僅為1.27mm,可以放(2)集成化壓力傳感器已經(jīng)越來越多的與其它測量用傳感器集成以形成測。(3)智能化由于集成化的出現(xiàn),在集