Cómo diseñar un sensor de presión de silicio difuso grabado de diafragma de silicio
1) Sensores de presión que utilizan el efecto piezoeléctrico de los cristales
Fabricados utilizando el efecto piezoeléctrico 2) Sensores de presión, sensores de presión Es el tipo de sensor más común en la práctica industrial. El sensor de presión que utilizamos habitualmente también se denomina sensor piezoeléctrico.
Capítulo: Conocimientos básicos de sensores y medición
Conceptos básicos de medición 1-1
La cantidad a medir, el método de medición y la geometría de medición directa La precisión de resolución de varios métodos e instrumentos. 1-2 Componentes potentes y componentes sensibles del sensor
Componente elástico sensible, detección elástica característica de componentes elásticos: rigidez y sensibilidad. Formas de elementos sensores elásticos y su gama de aplicaciones. 1-3 Características generales del sensor
Características estáticas: linealidad, histéresis, repetibilidad, sensibilidad.
Propiedades dinámicas: Conceptos físicos de funciones de transferencia y respuesta dinámica.
Capítulo 2 Sensores resistivos y aplicaciones
2-1 Cable de resistencia
El principio de funcionamiento del cable de resistencia (RTD), la estructura simple del material, la Resistencia térmica de uso común, sensor de resistencia térmica industrial (forma de parámetro de cable de resistencia térmica)
Aplicación: centrándose principalmente en la medición de temperatura, ampliando el caudalímetro de resistencia térmica. 2-2 Potenciómetro
Introducción a la estructura y principio de funcionamiento: introduzca las características sin carga, la función de paso, la resolución y el error de paso de los potenciómetros lineales, así como las características de carga de duración y los potenciómetros no lineales.
Principio: sensor de presión tipo potenciómetro, potenciómetro, sensor de aceleración. 2-3 Medidor de tensión de resistencia
El principio de funcionamiento del medidor de tensión de resistencia, la estructura y la introducción del material del medidor de tensión. Características de trabajo y parámetros de las galgas extensométricas de resistencia. Método de compensación del error de temperatura de las galgas extensométricas de resistencia.
Introducción a las galgas extensométricas semiconductoras y a los circuitos de medida de galgas extensométricas.
Aplicaciones: sensor de deformación, transmisión de presión de deformación, sensor de aceleración de deformación.
Capítulo Sensores Inductivos y Aplicaciones 3-1 Ecuación de autoinductancia
Función de separación variable en circuito magnético cerrado y trabajo electromagnético (incluido diferencial) en campo magnético abierto.
Equipado con circuito: Puente AC.
Aplicación: Medición de cantidades estáticas y dinámicas de desplazamiento de línea, medición de fuerza, presión y torque. 3-2 Transformador Diferencial
Principios básicos del transformador diferencial. Ingeniería electromagnética, estructura, características, tensión residual cero y eliminación.
Circuitos: Introducción a los circuitos de detección diferencial sensibles a fase y a los circuitos rectificadores sensibles a fase.
Aplicaciones: medición de desplazamiento, medición de vibraciones y aceleraciones, medición de presión. 3-3 Corrientes de Foucault
Conocimientos básicos: principio de funcionamiento, rango de formación de corrientes de Foucault y sensibilidad del sensor al material, forma y tamaño que se está midiendo.
Ejemplos de aplicaciones en circuitos de equipos. 3-4 Piezomagnético
Un tipo llamado magnetoelasticidad.
Efecto magnético de presión, estructura básica, principio de funcionamiento, características y aplicaciones de los sensores magnéticos de presión.
Sensores capacitivos y aplicaciones Capítulo 4-1 Características y formas estructurales de los sensores capacitivos
Principio de funcionamiento, estructura, características estáticas (espacio variable, área variable, tipo de constante dieléctrica variable). 4-2 Características y aplicaciones de los sensores capacitivos
Características e introducción del circuito.
Aplicaciones: sensores de presión, sensores de aceleración, sensores de carga, sensores de desplazamiento, etc.
Capítulo 5-1 Sensor de resonancia y aplicación 5-1 Vibración sinusoidal
Estructura, principio de funcionamiento y mecanismo de excitación.
Aplicaciones: sensores de presión de cuerda vibrante, sensores de presión, vigas vibratorias, sensores de torque de cuerda vibrante. 5-2 Cilindro vibratorio
Estructura, principio de funcionamiento, frecuencia de vibración y presión.
Aplicación: Sensor de presión de cilindro vibratorio, sensor de densidad de tubo vibratorio. 5-3 Membrana vibratoria
Estructura, principio de funcionamiento y aplicación.
Capítulo 6 Sensores de luz y aplicaciones 6-1 Convertidor fotoeléctrico de vacío
El principio de vacío del fotocátodo y el tubo fotomultiplicador de vacío para la conversión fotoeléctrica. 6-2 Elementos sensores de luz
Efecto fotoeléctrico del flash, características espectrales y aplicaciones de fotorresistores, fotodiodos y fototransistores.
6-3 Rejilla
La estructura, principio de funcionamiento y tecnología de segmentación del sensor de rejilla.
Capítulo 7 Sensor de potencial 7-1 Termopar
El principio de funcionamiento de los termopares, materiales y termopares de uso común, estructura, tratamiento del extremo frío y error de medición, en la aplicación de cables de extensión. 7-2 Fotovoltaica
Efecto fotovoltaico, células fotovoltaicas de silicio. 7-3 Efecto piezoeléctrico del cristal de cuarzo cerámico piezoeléctrico
Efecto piezoeléctrico del cristal de cuarzo cerámico piezoeléctrico, efecto piezoeléctrico del material piezoeléctrico (elemento piezoeléctrico con estado de tensión y modo de deformación) y introducción del equipo del circuito (amplificador de carga) .
Aplicación: Sensor de fuerza piezoeléctrico, medición de frecuencia. 7-4 Elemento Hall
Efecto Hall, estructura y circuito básico, Elemento Hall, Parámetros característicos de compensación de temperatura del elemento Hall, compensación de potencial y contornos.
Aplicación:
Aplicación: medición de microdesplazamiento, medición de campo magnético 7-5 Magnetoelectricidad
El principio básico y la estructura de la compensación de errores no lineales.
Aplicación: medición de vibraciones, medición de par.
Capítulo 8 Otros sensores semiconductores y aplicaciones 8-1 Termistor
Características: Propiedades del material, adaptabilidad y aplicaciones. Piezoresistor de 8-2 estados
ON Efecto piezorresistivo de semiconductores y estructura única de dispositivos piezorresistivos de silicio difuso.
Aplicación: Sensor de presión piezoresistivo, sensor de aceleración piezoresistivo. 8-3 Resistencia sensible a la humedad
La estructura, principio de funcionamiento, características y aplicación de la resistencia sensible a la humedad
La estructura, principio de funcionamiento, características y aplicación del condensador sensible a la humedad 8 -4 Componentes del Magnetismo
Principios, características y aplicaciones de los diodos magnéticos y transistores magnéticos. 8-5 Sensor de gas
Principio de funcionamiento, características y aplicaciones de resistencias semiconductoras sensibles al gas.
?Sabemos que los cristales son anisotrópicos y los amorfos son isotrópicos. Cuando el medio de algunos cristales se deforma, una fuerza mecánica actúa sobre él en una determinada dirección, lo que produce un efecto de polarización después de que se elimina la fuerza mecánica, vuelve a un estado sin carga, es decir, bajo presión, estos cristales pueden; generar electricidad, que es el llamado efecto de polarización. Los científicos desarrollaron sensores de presión basándose en este efecto.
?Los principales materiales piezoeléctricos utilizados en los sensores piezoeléctricos incluyen cuarzo, sodio, potasio, ácido tartárico y dihidrógenofosfato de amonio. Su característica es que el cuarzo (dióxido de silicio) es un cristal natural que ya tiene propiedades piezoeléctricas dentro de un cierto rango de temperatura, pero cuando la temperatura excede este rango, las propiedades piezoeléctricas desaparecerán por completo (la temperatura alta se llama punto de Curie). Como el efecto del campo eléctrico sobre los cambios de tensión es ligeramente diferente (¿también llamado coeficiente piezoeléctrico? relativamente bajo), el tartrato de potasio y sodio reemplazó gradualmente al cuarzo como otros cristales piezoeléctricos, con una gran sensibilidad piezoeléctrica y coeficiente piezoeléctrico, pero solo se puede usar en ambientes con Se han utilizado ampliamente lentes intraoculares de temperatura ambiente y humedad relativamente bajas.
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?Los policristales también se utilizan en efectos piezoeléctricos. como cerámicas piezoeléctricas de titanato de bario, cerámicas piezoeléctricas PZT y cerámicas piezoeléctricas de niobato incluidas en cerámicas piezoeléctricas. ¿Y cerámicas piezoeléctricas de niobato de plomo y magnesio? El efecto piezoeléctrico es el principal principio de funcionamiento del sensor piezoeléctrico. no se puede usar para medición estática después de la carga, solo se puede usar en el circuito debido a la fuerza externa. Solo se puede guardar cuando tiene una impedancia de entrada infinita. Este no es el caso, por lo que esto determina que los sensores piezoeléctricos solo pueden. medir la presión dinámica.
Los sensores piezoeléctricos se utilizan principalmente para medir la aceleración, la presión y la fuerza. El sensor de aceleración eléctrica es un acelerómetro de uso común. Tiene las características de estructura simple, tamaño pequeño, peso ligero, larga vida útil y. Excelente rendimiento. Los sensores de aceleración piezoeléctricos se han utilizado ampliamente en la vibración de aviones, automóviles, barcos, puentes y edificios y en la medición de impactos, especialmente en ubicaciones especiales en la aviación y la industria aeroespacial. en motores internos también se puede utilizar en la industria militar, como para medir el disparo instantáneo de artillería y el movimiento de las balas en la cavidad del cañón, el cambio de presión de la onda de choque y la presión. y pequeña presión.
?En mediciones biomédicas, los sensores piezoeléctricos también se han utilizado ampliamente. Por ejemplo, es muy común utilizar amortiguadores reductores de catéteres ventriculares hechos de sensores piezoeléctricos para medir la presión dinámica, de modo que los sensores eléctricos. son ampliamente utilizados.
Además de los sensores piezoeléctricos, también existen sensores piezoresistivos fabricados mediante el efecto piezoresistivo, sensores extensométricos fabricados mediante el efecto de deformación, etc. Estos diferentes sensores de presión utilizan diferentes materiales para lograr diferentes efectos y pueden desempeñar funciones únicas en diferentes situaciones de reproducción.
La presión de un sensor de presión capacitivo proviene del desplazamiento de la placa.