薄膜傳感器的應(yīng)用課件

薄膜傳感器的應(yīng)用一、概述液晶顯示器（LCD）特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：功耗低、平面、體輕、無輻射。缺點(diǎn)：低溫特性差（反應(yīng)時(shí)間長）。反應(yīng)時(shí)間與液晶盒兩端電壓以及材料的粘度有關(guān)，而二者又與溫度有關(guān)。在0度以下，反應(yīng)時(shí)間會大大降低，使顯示遲緩。最佳解決方法：控制液晶盒的溫度恒定。反應(yīng)時(shí)間與溫度的關(guān)系：二、溫度的測量控制液晶盒的溫度恒定-熱加固測溫方法：選用Pt薄膜熱電阻為傳感器，其特點(diǎn)：1）體積小2）動態(tài)響應(yīng)好，精度高，穩(wěn)定性好。測量電路采用電流放大型電橋電路。若R1=R2=R3=R；電阻相對變化率δ=△R/R0則：Uo=RfUδ/2R（δ＜＜1，R＜＜Rf）（8-34）Pt100的參數(shù)見下表在(-20~20℃)以外,δ較大,則:非線性測量誤差:RfUδ2△Uo=---------------(8-35)2R(δ+2)e1=△Uo/Uo×100%=δ/(δ+2)×100%例:R=100;Rf=1k;U=1.5V;則:在(-40~40℃)內(nèi),非線性誤差小于0.07V.實(shí)際系統(tǒng)中,根據(jù)式8-34計(jì)算結(jié)果列表,存在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中,根據(jù)測量的結(jié)果Uo查表得到溫度值.三、數(shù)據(jù)融合測量結(jié)果具有等精度的正態(tài)分布特性。一般的提高測量結(jié)果準(zhǔn)確性的方法：1）中值濾波2）平均值濾波3）遞推濾波這里介紹基于多傳感器測量的算術(shù)平均值與遞推估計(jì)的數(shù)據(jù)融合方法。設(shè)6支傳感器（S1~S6），測量溫度對應(yīng)的電壓值為U1~U6。分為兩組：1組：U1，U2，U3

平均值ū1=（U1+U2+U3）/3（8-37）

2組：U4，U5，U6

平均值ū2=（U4+U5+U6）/3（8-38）則各組的均方根誤差分別為σ1和σ2，見書中式8-39，8-40。測量結(jié)果的數(shù)據(jù)融合值Uo為：σ22σ12Uo=------------ū1+-----------ū2（8-41）

σ12+σ22σ12+σ22基于上述數(shù)據(jù)融合的測量結(jié)果，可達(dá)到較精確的測量結(jié)果。結(jié)合控制理論（如PID、模糊控制），可以對液晶屏的溫度進(jìn)行很好的控制。控制結(jié)果曲線：作業(yè)：1.薄膜傳感器的特點(diǎn)及制造工藝

2.薄膜熱傳感器種類

3.影響薄膜應(yīng)變片穩(wěn)定性的兩個主要因素.4.影響薄膜氣敏傳感器特性的兩個主要因素.第十章新型傳感器在幾何量測量中的應(yīng)用尺寸、面型、位置等。本章介紹3個例子。第三節(jié)光學(xué)表面疵病度的測量對于光滑表面，疵病是影響質(zhì)量的重要因素（如：硅片、光盤、光學(xué)元件）。國家標(biāo)準(zhǔn)：10級。檢測方法分三類：1）肉眼檢測：最常用，但有缺陷。2）散射法：利用疵病自身光散射特性，但不能很好反映疵病的面積尺寸。3）頻普法：利用疵病反向衍射的能量測量，同樣受到疵病深層結(jié)構(gòu)的影響。這里介紹“斜入射”檢測方法，可以很好地測量疵病的面積。一、測量原理斜入射的光學(xué)特性見圖10-15對于圓柱形疵病麻點(diǎn)，其光照明形態(tài)如下圖10-16所示（2θ＜arctan（r/h））。測量光學(xué)系統(tǒng)如圖10-17所示二、疵病等級的衡量兩方面：面積及分布例：圖10-18所示疵病圖像設(shè)光斑圖像的每個像點(diǎn)坐標(biāo)為（xi、yi），灰度值為P（xi、yi）；像素個數(shù)為n；每個像素面積為dS；則光斑圖像面積：

S=ndS（10-31）若顯微鏡放大倍數(shù)為β，則疵病實(shí)際面積：

S0=ndS/β（10-32）疵病的平均直徑：

D=（xmax+ymax）/2β（10-33）光斑的質(zhì)心坐標(biāo)計(jì)算方法：(10-34)(10-35)三、光電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)疵病實(shí)際尺寸1μm,顯微鏡橫向分辨率:

ε=0.5λ/NA(10-36)若He-Ne激光源,λ=0.6238μm;則:

NA=0.312

實(shí)際選擇NA=0.4;β=25X的顯微鏡.則:1μm的疵病成像25μm.選取TCD132D型CCD,1024像素;像元物理尺寸:14μmX14μm;則CCD感光長度:L=1024X14μm=14.33mm.工件被測長度:14.33/25=0.57mm.數(shù)據(jù)采集后,進(jìn)行二值化處理,