壓力傳感器*外應(yīng)用現(xiàn)狀概述：
從*范圍看壓力傳感器的發(fā)展動(dòng)向主要有以下幾個(gè)方向。
2. 1 光纖壓力傳感器
這是*類研究成果較多的傳感器,但投入實(shí)際領(lǐng)域的并不是太多。它的工作原理是利用敏感元件受壓力作用時(shí)的形變與反射光強(qiáng)度相關(guān)的特性,由硅框和金鉻薄膜組成的膜片結(jié)構(gòu)中間夾了*個(gè)硅光纖擋板,在有壓力的情況下,光線通過(guò)擋板的過(guò)程中會(huì)發(fā)生強(qiáng)度的改變,通過(guò)檢測(cè)這個(gè)微小的改變量,我們就能測(cè)得壓力的大小。這種敏感元件已被應(yīng)用與臨床醫(yī)學(xué),用來(lái)測(cè)擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈導(dǎo)管氣球內(nèi)的壓力?？深A(yù)見這種壓力傳感器在顯微外科方面*定會(huì)有良好的發(fā)展前景。同時(shí),在加工與健康方面,光纖傳感器也在快速發(fā)展。
2. 2 電容式真空壓力傳感器
E + H*的電容式壓力傳感器是由*塊基片和厚度為0. 8～2. 8mm的氧化鋁(Al2O3) 構(gòu)成,其間用*個(gè)自熔焊接圓環(huán)釬焊在*起。該環(huán)具有隔離作用,不需要溫度補(bǔ)償,可以保持長(zhǎng)期測(cè)量的可靠性和持久的*度。測(cè)量方法采用電容原理,基片上*電容CP 位于位移zui大的膜片的*,而另*參考電容CR 位于膜片的邊緣,由于邊緣很難產(chǎn)生位移,電容值不發(fā)生變化,CP 的變化則與施加的壓力變化有關(guān),膜片的位移和壓力之間的關(guān)系是線性的。遇到過(guò)載時(shí),膜片貼在基片上不會(huì)被破壞,無(wú)負(fù)載時(shí)會(huì)立刻返回原位無(wú)任何滯后,過(guò)載量可以達(dá)到100 %,即使是破壞也不會(huì)泄漏任何污染介質(zhì)。因此具有廣泛的應(yīng)用前景。
2. 3 耐*溫壓力傳感器
新型半導(dǎo)體材料碳化硅(SiC) 的出現(xiàn)使得單晶體的*溫傳感器的制作成為可能。Rober. S. Okojie報(bào)導(dǎo)了*種運(yùn)行試驗(yàn)達(dá)500 ℃的α(6H) SiC 壓力傳感器. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在輸入電壓為5V ,被測(cè)壓力為6. 9MPa 的條件下,23500 ℃時(shí)的滿量程輸出為44. 66～20. 03mV ,滿量程線度為20. 17 % ,遲滯為0. 17 %。在500 ℃條件下運(yùn)行10h ,性能基本不變, 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 %/ ℃。這種傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是PN 結(jié)泄漏電流很小,沒(méi)有熱匹配問(wèn)題以及升溫不產(chǎn)生塑性變型,可以批量加工。Ziermann ,Rene 報(bào)導(dǎo)了使用單晶體n 型β- SiC 材料制成的壓力傳感器,這種壓力傳感器工作溫度可達(dá)573K,耐輻射。在室溫下,此壓力傳感器的靈敏度為20. 2muV/ VKPa。
2. 4 硅微機(jī)械加工傳感器
在微機(jī)械加工技術(shù)逐漸完善的今天,硅微機(jī)械傳感器在汽車工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越多。而隨著微機(jī)械傳感器的體積越來(lái)越小,線度可以達(dá)到1～2mm ,可以放置在人體的重要器官中進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。Hachol ,Andrzej ;dziuban ,Jan Bochenek 報(bào)導(dǎo)了*種可以用于測(cè)量眼球的眼壓計(jì),其膜片直徑為1mm。在內(nèi)眼壓為60mmHg 時(shí),靜態(tài)輸出為40mV ,靈敏度系數(shù)比較*。
2. 5 具有自測(cè)試功能的壓力傳感器
為了降低調(diào)試與運(yùn)行成本,Dirk De Bruyker 等人報(bào)導(dǎo)了*種具有自測(cè)試功能的壓阻、電容雙元件傳感器,它的自測(cè)試功能是根據(jù)熱驅(qū)動(dòng)原理進(jìn)行的,該傳感器尺寸為1. 2mm ×3mm ×0. 5mm ,適用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。
2. 6 多維力傳感器
六維力傳感器的研究和應(yīng)用是多維力傳感器研究的熱點(diǎn),現(xiàn)在*上只有美、日等少數(shù)*可以生產(chǎn)。在我國(guó)北京理工大學(xué)在跟蹤國(guó)外發(fā)展的基礎(chǔ)上,又開創(chuàng)性的研制出組合有壓電層的柔軟光學(xué)陣列觸覺(jué),陣列密度為2438tactels/ cm2 ,力靈敏1g ,結(jié)構(gòu)柔性很好,能抓握和識(shí)別雞蛋和鋼球,現(xiàn)已用于機(jī)器人分選物品。
