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
|
6月前
|
数据采集 存储 编解码
LabVIEW双光子荧光显微成像系统开发
LabVIEW双光子荧光显微成像系统开发
52 4
|
存储 算法
基于牛顿方法在直流微电网潮流研究(Matlab代码实现)
基于牛顿方法在直流微电网潮流研究(Matlab代码实现)
|
负载均衡 决策智能
博弈论在电动车和电网系统中分布式模型预测控制研究(Matlab代码实现)
博弈论在电动车和电网系统中分布式模型预测控制研究(Matlab代码实现)
148 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。
1759 0
|
测试技术
摩擦纳米发电机首次实现对驾驶行为的无干扰测试
摩擦纳米发电机(TENGs)是一种新型的能量转换器件,利用接触起电和静电感应效应,它可以收集人体运动的机械能、风能、海洋能等,同时采集驾驶员的眨眼、踩踏刹车、油门的动作响应信号,可以有效地判断一段时间内驾驶员的各种动作行为。
1775 0
下一篇
无影云桌面