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當(dāng)前世界各國(guó)壓力傳感器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

(1)光纖壓力傳感器

這是研究成果很多的傳感器，但是投入實(shí)際領(lǐng)域的卻不多。 其工作原理利用與傳感器受壓時(shí)的畸變和反射光強(qiáng)度有關(guān)的特性，在硅框架和金鉻薄膜構(gòu)成的膜片結(jié)構(gòu)之間夾入硅光纖的擋板，有壓力時(shí)，光通過(guò)擋板的過(guò)程中發(fā)生強(qiáng)度變化，檢測(cè)出這一微小的變化量 該傳感器已應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)，用于測(cè)量冠狀動(dòng)脈導(dǎo)管球囊內(nèi)的壓力。 預(yù)計(jì)這種壓力傳感器在顯微外科方面一定有良好的發(fā)展前景。 同時(shí)，在加工和健康保健方面，光纖傳感器也在迅速發(fā)展。 (2)靜電電容式真空壓力傳感器上海朝輝壓力機(jī)器有限公司的靜電電容式壓力傳感器由基板和厚度0. 8~2. 8mm的氧化鋁( Al2O3)構(gòu)成，其間用自熔環(huán)釬焊。 該環(huán)具有隔離作用，無(wú)需溫度補(bǔ)償，可保持長(zhǎng)期測(cè)量的可靠性和持續(xù)精度。 測(cè)量方法采用靜電電容原理，基板上的靜電電容CP位于位移zui大的膜片的中央，另一個(gè)基準(zhǔn)靜電電容CR位于膜片的邊緣，邊緣難以位移，靜電電容值不變。 CP的變化與所施加的壓力的變化有關(guān)，膜片的位移和壓力的關(guān)系是線性的。 遇到過(guò)載時(shí)，薄膜粘貼在基板上不會(huì)被破壞，無(wú)負(fù)載時(shí)可以立即返回原位，沒(méi)有任何延遲，過(guò)載量可以達(dá)到100 %，破壞也不會(huì)泄漏任何污染介質(zhì)。 因此，有廣泛的應(yīng)用前景。 (3)耐高溫壓力傳感器的新型半導(dǎo)體材料碳化硅( SiC )的出現(xiàn)，使單晶高溫傳感器的制作成為可能。 rober.s.oko，做了500 ℃的實(shí)驗(yàn)&alpha； (6H) SiC壓力傳感器，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在輸入電壓為5V、被檢測(cè)壓力為6. 9MPa的條件下，23500 ℃下的滿刻度輸出為44. 66~20. 03mV，滿刻度線度為20. 17 %，滯后為0. 17 %。 在500 ℃下運(yùn)轉(zhuǎn)10h，性能幾乎沒(méi)有變化，在100 ℃和500 ℃兩點(diǎn)的應(yīng)變溫度系數(shù)( TCGF )分別為20. 19 %/ ℃和- 0. 11 %/ ℃。 該傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是PN結(jié)漏電流小，沒(méi)有熱匹配問(wèn)題，沒(méi)有升溫引起的塑性變形，能夠批量生產(chǎn)。 Ziermann、Rene是報(bào)道使用單晶n型&beta的- SiC材料制成的壓力傳感器，溫度為573K，耐輻射。 在室溫下，該壓力傳感器的靈敏度為20. 2muV/ VKPa。 (4)在硅微機(jī)械加工傳感器微機(jī)械加工技術(shù)逐步完善的今天，硅微機(jī)械傳感器在汽車工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越多。 隨著微機(jī)傳感器體積的減小，線度可達(dá)到1~2mm，可放在人體重要器官進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。 Hachol，Andrzej； dziuban、Jan Bochenek報(bào)告了可用于眼球測(cè)量的眼壓計(jì)，其膜片直徑為1mm。 內(nèi)眼壓為60mmHg時(shí)，靜態(tài)輸出為40mV，靈敏度系數(shù)高。 (5)具有自我測(cè)試功能的壓力傳感器為了降低調(diào)試和運(yùn)行成本，Dirk De Bruyker等人報(bào)告了具有自我測(cè)試功能的壓電電阻、電容器2元件傳感器。 自測(cè)試功能基于熱驅(qū)動(dòng)原理，傳感器尺寸為1. 2mm ×，即3mm ×； 0. 5mm，適用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。 (6)多維力傳感器六維力傳感器的研究與應(yīng)用是多維力傳感器研究的熱點(diǎn)，目前國(guó)際上只能生產(chǎn)美、日等少數(shù)國(guó)家。 我國(guó)北京理工大學(xué)在追蹤國(guó)外發(fā)展的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了壓電層組合柔軟的光學(xué)陣列觸覺(jué)，陣列密度為2438tacs/ cm2，力敏，結(jié)構(gòu)靈活，可以掌握和識(shí)別雞蛋和鋼球。 現(xiàn)在被用于機(jī)器人篩選物。

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