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                       微型傳感器的結(jié)構(gòu)和原理詳細(xì)介紹

和傳統(tǒng)的傳感器相比，微型傳感器具有許多新特性，它們能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)傳感器的不足，具有廣泛的應(yīng)用前景，越來(lái)越受到重

視。文中詳細(xì)介紹了一些微型傳感器件的結(jié)構(gòu)和原理，說(shuō)明了微型傳感器的基本性能特點(diǎn)和微型傳感器的發(fā)展趨勢(shì)。

微型傳感器的特點(diǎn)

1、微型傳感器不是傳統(tǒng)傳感器簡(jiǎn)單的物理縮小的產(chǎn)物，而是以新的工作機(jī)制和物化效應(yīng)，使用標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體工藝兼容的材料，通

過(guò)MEMS 加工技術(shù)制備的新一代傳感器件，具有小型化、集成化的特點(diǎn)，可以極大地提高傳感器性能。在信號(hào)傳輸前就可放大

信號(hào)，從而減少干擾和傳輸噪音，提高信噪比;在芯片上集成反饋線路和補(bǔ)償線路，可改善輸出的線性度和頻響特性，降低誤

差，提高靈敏度。

2、具有陣列性�？梢栽谝粔K芯片上集成敏感元件、放大電路和補(bǔ)償線路�？梢园讯鄠�(gè)相同的敏感元件集成在同一芯片上；具有

良好的兼容性，便于與微電子器件集成與封裝。

3、利用成熟的硅微半導(dǎo)體工藝加工制造，可以批量生產(chǎn)，成本非常低廉。

典型的微型傳感器

①微機(jī)械加速度傳感器

微加速度傳感器的主要工作方式有壓阻式、電容式、力平衡式和諧振式，現(xiàn)在又出現(xiàn)了微機(jī)械熱對(duì)流式加速度傳感器。

②微機(jī)械角速度傳感器

對(duì)于旋轉(zhuǎn)角速度和旋轉(zhuǎn)角度的檢測(cè)，需要采用陀螺儀。對(duì)于旋轉(zhuǎn)角速度和旋轉(zhuǎn)角度的檢測(cè)，需要采用陀螺儀

③微型氣敏傳感器

微型氣敏傳感器可分為硅基氣敏傳感器和硅微氣敏傳感器。前者是以硅為襯底，敏感層為非硅材料，是當(dāng)前微氣敏傳感器的主

流

④微型光傳感器

用雙分離式PD 的工作功率求出位移量，從而可以高精度測(cè)量被測(cè)目標(biāo)的位移。該傳感器的測(cè)量范圍為7.2μm ，分辨率為4 nm

⑤微型電場(chǎng)傳感器

傳感器由振動(dòng)和感應(yīng)兩大部分組成。振動(dòng)部分的核心是振動(dòng)膜，由氮化硅（Si3N4）薄膜制備

1.主要技術(shù)參數(shù)

輸出靈敏度： 約1mV/V

非線性： ±0.5%R.O

零點(diǎn)偏差 ：±0.5%R.O

滯后性 ：±0.5%R.O.

受壓變形量 ：0.01mm

固有頻率 ：27,42kHz

使用溫度范圍 ：-10℃～60℃

溫度對(duì)滿量程輸出影響 ：±1.0%R.L./10℃

溫度對(duì)零點(diǎn)輸出影響 ：±2.0%R.O./10℃

輸入阻抗： 350±10Ω

輸出阻抗 ：350±10Ω

推薦激勵(lì)電壓 ：DC 5V

安全載荷 ：150%R.L.

微型傳感器的發(fā)展趨勢(shì)

(1)微型傳感器的智能化

具有自診斷、自校準(zhǔn)、自補(bǔ)償功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)信息的存儲(chǔ)和記憶，能夠完成多傳感器多參數(shù)混合測(cè)量和對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處

理，并且實(shí)現(xiàn)數(shù)字量的輸出。

(2)微型傳感器的多功能化

借助于敏感元件中不同的物理結(jié)構(gòu)或化學(xué)物質(zhì)及其各不相同的表征方式，用單獨(dú)一個(gè)傳感器系統(tǒng)來(lái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種傳感器的功

能，這是目前微型傳感器技術(shù)一個(gè)全新的發(fā)展方向。

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