微型机械的开发与传感器的应用和发展

微型机械的开发与传感器的应用和发展盐步经济发展总公司谭文静目前，世界机械设备正向小型化、节能化、高速化、自动化的方向发展．微型机械的开发及传感器的研制与应用，成为当前世界机械领域中一个引人注目的课题．一、微型机械的开发日本工业技术院作为大型研究项目，...     

医用硅微型压力传感器

医用硅微型压力传感器谢国章一、引言微机械最早和最成功的应用是医用微型压力传感器．这种传感器的尺寸一般在１ｍｍ以下，体积微小到可用吞服法、皮下注射法或插管法植入人体内，对病灶进行最直接的测量和监控，成为极有力的治疗手段和诊断手段。其医疗应用主要包括神经...     

几种新型集成硅微(型)传感器系统

介绍了作者近年来在硅微机械加工技术和半导体集成电路技术相结合的基础上研制的硅微机械与光纤组合式阵列声传感器、集成硅微机械光压力传感器和微型多道成像光谱分析系统的结构、工作原理及制造工艺.     

微摩擦测试技术研究进展

随着微型机械的发展,尤其是微摩擦学研究的进展,微摩擦测试技术显得极为重要。综述了国内外微摩擦测试技术的研究进展和现状,介绍了基于应变仪、压力传感器、电磁微型马达、硅微机械结构、浮力、光学检测等原理的微摩擦测试仪,分析了它们的工作原理和特点。     

微型及超微型压力传感器的开发

介绍了外径为Ф 2 mm的超微型压力传感器芯片的设计与结构的封装.改微型传感器已成功用于空气动力学试验及生物医学,科学测试及研究中,尤其在高精度的流体动力学测试中,如风洞测试系统中,要求传感器不仅具有良好的动态特性,而且为了减少对测量流场的影响,提高测量的精度,对传感器的尺寸要求更加小型化.     

从Transducers''''97看压力传感器动向

１前言１９９７年６月１６～１９日，第九届国际固态传感器和传动装置学术会议即Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ'９７在美国芝加哥举行，会议物理传感器论文集发表在ＳｅｎｓｏｒｓａｎｄＡｃｔｕａｔｏｒｓＡ第６６卷上，还将出版微型机械专集。在本次会议上发表了７篇有关压力传感器的论文，现简介如下，供大家参考。２　光纤压力传感器这是一类研究成果较多的传感器（１），但真正能批量生产并进入实用领域的并不多。在本次会议上Ｏ．Ｔｏｈｙａｍａ等人报告了一种用于生物医学的强度调制式微型光纤压力传感器。这种传感器的敏感元件结构如图１…     

新型电容式微型压力传感器

文中从应用开发ＭＥＭＳ产品的实用角度出发,着力介绍一种新型的电容式微型压力传感器的结构组成和它的ＭＥＭＳ制造工艺。文中详细给出了这种电容式微型压力传感器的结构组成图、组成尺寸和它各部分部件的材料构成以及在硅材料加工过程中存在的主技术难题,最后,详细给出了电容式微型压力传感器的加工工艺过程。     

微型压力传感器

美国Vibrometer公司最近研制成功了一种微型二线压力传感器,它是由一片薄片作成。薄片上用积分微电子技术喷镀上金属敏感元件。这种微型压力传感器结构简单,输出电流很高为4     

微型压力传感器

德国奥芬巴赫霍尼威尔公司(Honeywell,Ofpenbach)最近推出了一种新型微型压力传感器。这种微型压力传感器的工作电压为5VDC,输出电压为0.5～4.5V,它与施加的压力大小成正比。新推出的压阻式压力传感器用于负压、表压、绝压及差压测量、测时范围为0～345毫巴或0～1巴,其扁平塑料外壳具有电路板插装引线。     

国外微型机械及微执行器的研究

由于高新技术的迅速发展,微型机械包括各种微传感器、微执行器和微控制器的研究和为一些尖端技术发展过程中的重要手段越来越受到国际科技界的重视。微型机械多种多样。如可在狭小的空间和危险场所进行维护检查的自行式微型机械、可进入管道、人体腔体甚至血管进行检查和手术的微型机械、扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜上的分辨力以纳米计的微动机构、半导体领域和分子机械领域都出现了很精密的微型机械。国外为了提高微型机械的研究水平,最近还定期举办微型机构和微型机器人的比赛,包括爬山、爬崖和自我表演等项目,由于微型机械都必须有所动作,因此其中的微执行器(micro-actuator)最为重要,其工作原理多种多样。本文将就微型机械、微执行器的原理和国外的微型机构比赛作一综述。     

硅微机械谐振压力传感器技术发展

硅微机械谐振压力传感器是目前精度最高、长期稳定性最好的压力传感器之一,是航空航天、工业过程控制和其他精密测量领域压力测试的最佳选择。系统阐述30年来国内外硅微机械谐振压力传感器技术的研究成果,简单介绍硅微机械谐振压力传感器的分类及工作原理,针对压力敏感膜片与谐振器复合结构和振动膜结构两种主要的芯体结构形式,详细论述硅微机械谐振压力传感器的研究历史、主要研究机构、国内外发展现状以及最新的研究成果,重点根据不同激励与检测方式对各种硅微机械谐振压力传感器的芯体结构进行深入分析比较。在此基础上,总结归纳不同芯体结构及其激励与检测方式的特点,并对硅微机械谐振压力传感器的未来发展趋势进行展望。     

基于超弹性体材料的微型光纤法珀压力传感器

针对体内介入式医疗应用需求,提出一种基于超弹性体材料的微型光纤法珀压力传感器设计与制作方法。 通过理论分 析建立了适合超弹性体硅橡胶材料的 Mooney-Rivlin 力学仿真模型,对不同组分、厚度感压材料的受压变形状态进行了理论分 析,并获得优化的传感器材料及结构参数。 进一步提出微型光纤法珀压力传感器的制作方法,通过感压性能测试、温度影响测 试和体外血液压力测试,对比验证了不同参数传感器的感压性能。 结果表明,在感压材料直径 180 μm、厚度 250 μm 时,测压范 围 0~ 40 kPa 内传感器的压力灵敏度达到 154. 56 nm/ kPa,20℃ ~ 50℃大温度范围内引起的压力测量相对误差仅为 0. 36% ,温度 对压力测量的影响完全可忽略。 相比传统膜片式光纤压力传感器,基于超弹性体材料的微型光纤法珀压力传感器不仅尺寸小、 灵敏度高,还具有成本低、方便制作的技术优势。     

一种集成三轴加速度、压力、温度的硅微传感器

针对恶劣环境和严格空间体积限制条件下的多参数测量问题,利用绝缘体上硅（SOI）材料,采用微型机械电子系统（MEMS）技术,研制了一种可以同时测量三轴加速度、绝对压力、温度参数的单片集成硅微传感器,其中加速度、绝对压力传感器基于掺杂硅压阻效应,温度传感器基于掺杂硅电阻温度效应.结合芯片中各传感器的工作原理,用有限元方法对设计的结构进行了仿真,确定集成传感器的电阻分布和结构参数.根据确定的集成传感器结构,制定了相应的制备工艺步骤.最后给出了集成传感器芯片的性能测试结果.     

微机械压力传感器结构稳健优化与实验研究

以一种液压用微机械压力传感器为研究对象,在分析其结构和工作原理基础上,提出了固有频率对加工误差的灵敏度分析方法,得到了对微机械压力传感器固有频率影响较大的尺寸参数,为后续优化和实际加工提供了可控参考.为提高微机械压力传感器的加工稳定性和性能指标,进行了微机械压力传感器结构稳健优化设计,推导了稳健性能约束条件,提出了设计变量、目标函数、尺寸约束条件和模态性能约束条件,建立了微机械压力传感器结构稳健优化的数学模型.稳健优化结果表明,微机械压力传感器的加工稳定性和灵敏度都有了较大提高.进行了实际加工和测试,测试结果表明稳健优化后的微机械压力传感器具有较高的灵敏度.     

压阻式压力传感器中的信号调整

文中介绍了Maxim公司的信号调整集成电路芯片MAX1450的引脚含义,功能特点及工作原理.设计和制作了外围补偿电路,对已有的微型压阻式压力传感器进行测试,分析它的信号特性与温度特性,采用了MAX1450信号调理器将微型压阻式传感器的进行校准和温度补偿.对微型压阻式压力传感器的失调、满量程输出、失调温度系数、满量程输出温度系数进行校准和补偿,使信号输出精度提高到1%,满足了实际应用的要求.     

全数字输出的集成式微型六维力/力矩传感器

研究了一种新型的集成式微型六维力／力矩传感器,该传感器将机械本体、信号处理电路和数字化电路融为一体,具有微型化、集成化、低功耗和全数字输出等特点。     

基于建筑变形监测的高性能压力传感器的仿真研究

为了实现高精准、实时性的建筑变形监测,设计建筑内嵌式柔性微型压力传感器模型,并通过结构优化逐步提高其对建筑物内应力信号的传感灵敏度与传感精度。利用COMSOL仿真软件构建基于PVDF压电式微型压力传感器有限元模型,通过对传感层进行表面微结构与体内孔隙修饰等方法改进器件结构,以此提高压电传感层的应变能力。研究结果表明,相比于传统平面传感层器件,其压力传感性能获得大幅提升,其中压电势传感信号增强490%,传感器灵敏度提升676%。最后,构建阵列化压力传感器模型,并通过优化结构提高传感器阵列对力学信号响应的空间分辨率,这有助于精准探测建筑物内应力的爆发位置与扩散路径。     

具有温度输出信号的微型压力传感器

德国Knlite公司新推出了一种具有温度输出信号的微型压力传感器,深受广大用户欢迎。因为许多用户都想利用压力传感器在同一测量点既测出压力,又测出温度,而目前单独用一个压力传感器和一个热电偶测量,实践中又不可能。为满足用户的这一要求,该公司开发了新产     

基于应力集中原理的压阻式压力传感器

本文提出了一种灵敏度高、线性好，用于３００Ｐａ压力测量的压阻式微型压力传感器，为减少非线性，这种传感器采用了由４个弹性梁和一个刚性中心膜构成的模片结构。本文讨论了该传感器的有限元仿真、制作工艺和传感器特性等问题。     

用于边界层分离点检测的微型压力传感器阵列研究

基于边界层流动与分离的特性,探讨了根据表面压力分布变化,检测物体表面边界层分离点的测量方法.根据边界层分离点测量的特点,给出了一种基于柔性衬底的微型压力传感器阵列的结构设计,并对背引线技术进行了初步研究.设计的微型压力传感器阵列可有效满足边界层分离点的检测要求,进一步拓展了MEMS器件的工程应用范围.