应变界的翘楚:硅基谐振式传感器灵敏度非常高

简介:

应变传感器又称应变计(strain gauge)是一种常用的传感器,它利用了弹性材料(金属、合金、半导体或者金属陶瓷)的压阻特性来检测被测结构的正应变与剪切应变,它广泛应用 于结构健康监测中,覆盖的应用领域包括土木工程、机械、航天、医疗以及可穿戴系统等。

相比于传统的应变片,硅基谐振式应变传感器具有灵敏度高、温漂小、准数字化输出、抗干扰能力强等特点,是一类高性能的应变传感器。

硅基谐振式应变传感器一般采用双端固支音叉结构(Double Ended Tuning Fork,DETF)的谐振式传感器。通过将两根双端固支梁并联,并使两根梁的振动反相,形成音叉结构,来获得较高的品质因数(Q值)。

目前,硅基谐振式应变传感器的主要问题在于,硅微机械结构受空气阻尼的影响较大,在常压下难以获得较高的Q值,必须采用真空封装,而目前较成熟的微机械真空封装技术一般需要超过400度的高温工艺或者需要使用低渗透率的封装材料并结合吸气剂,这两类工艺与硅基谐振式应变传感结构的兼容性较差。

日本横河电机株式会社研制的高精度谐振式压力传感器中采用了一种H型谐振式应变敏感结构。该结构采用均质的H型梁,通过电磁驱动使H型梁的4个臂振动,通过电磁检测振动频率随应力的变化。由于该结构为均质硅结构,没有金属引线,可以采用高温的硅外延工艺实现真空封装。但是,该结构必须采用电磁驱动、电磁检测,当用作应变传感器时,电磁铁的封装难度大。

目录
相关文章
|
22天前
|
传感器
|
2月前
|
机器学习/深度学习 边缘计算 监控
深度学习之高压线路巡线
深度学习的高压线路巡线是一项通过无人机、机器人或固定摄像头等设备采集图像和视频数据,并利用深度学习技术自动检测和分析高压线路状态的技术。这项技术旨在提高巡检效率、降低人工成本和提升电力系统的安全性。
39 1
|
3月前
|
传感器 量子技术
光子晶体技术的奇幻世界
在科技的浪潮中,光子晶体技术以其无与伦比的优异性能和广阔的应用前景,正在成为当今科技发展的一颗明星。本文将深入探讨光子晶体技术的基本原理、材料特性及其在光子学、传感器技术和光电子学领域的前沿应用,揭示其在未来技术发展中的潜力与可能性。 【7月更文挑战第6天】
32 3
|
5月前
|
传感器 存储 编解码
光学雨量计雨量传感器技术的优势与应用范围
光学雨量计雨量传感器技术的优势与应用范围
光学雨量计雨量传感器技术的优势与应用范围
|
传感器 调度 量子技术
室温超导是什么?有哪些应用场景?
@[TOC](目录) 室温超导是指在室温下(即约 20°C 至 30°C)实现超导现象的材料。超导是指某些材料在低温下电阻为零的物理现象,室温超导材料是超导材料的一种。室温超导现象的发现和研究是超导领域的一个重要方向,因为它具有在常温下应用的潜力,可以为多个领域带来革命性的变革。 # 一、应用场景: 1. 电网基础设施:室温超导材料可以用于制造高效的电力输送线路和变压器,从而降低电能损耗和能源浪费。超导材料在高温下的性能不稳定,目前主要用于低温环境,但随着室温超导材料的研究进展,这一限制将得到解决。 2. 高精尖物理科研设备:室温超导材料可以用于制造高精度的磁体和传感器,例如用于测量地球磁场的
195 0
|
传感器 物联网
MIT打造不需要电池的水下摄像机,能效提高10万倍!
MIT打造不需要电池的水下摄像机,能效提高10万倍!
139 0
|
传感器 智能硬件
液体测量技术:从水到血液
液体测量技术:从水到血液
液体测量技术:从水到血液
硅锗合金的热电性能调控领域取得新进展
对此中国科学院深圳先进技术研究院博士隋帆与其合作者展开了关于低锗组分的硅锗合金材料的热电性能调控相关的研究,使得低锗组分材料具有与RTG的高锗合金一样高效的热电转换效率。
1755 0