國外一公司開發(fā)出微米級、低功耗的壓力傳感器
據(jù)外媒報道,近日,KAUST公司的科學家開發(fā)了一種微米級、低功耗的壓力傳感器,在真空環(huán)境中具有潛在的應用前景。
當今,傳感器是計算機、機器人等自動化系統(tǒng)與其環(huán)境之間的接口。傳感器測量光、溫度、運動、質量、壓力、位置等,目前市場與應用對傳感器的需求是希望他們更小,以便能夠將他們集成到便攜式產品中。例如,壓力傳感器可用于工業(yè)控制、醫(yī)療保健、醫(yī)療測試和氣象學,根據(jù)不同的應用,這些壓力傳感器需要對微小的變化敏感,對這些變化反應迅速,并能在較大的壓力范圍內工作。
該小組設計的壓力傳感器工作范圍廣、靈敏度高。
現(xiàn)在,Nouha Alcheikh、Amal Hajjaj和Mohammad Younis開發(fā)出一種靈敏的壓力微傳感器,該傳感器基于硅振動梁,硅振動梁只有800微米長、25微米寬和1.5微米厚。Alcheikh表明:“我們已經開發(fā)出一種可擴展且靈敏的微壓力傳感器,它可以在納米系統(tǒng)中的更大壓力范圍內工作。”
在實驗研究中,懸梁將以共振頻率振動,共振頻率由其質量、長度、密度和剛度決定。當電流通過振動梁時,它會變得更熱并開始彎曲。這種增加的曲率增加了振動梁的剛度,從而移動了共振頻率。振動梁周圍的空氣使其冷卻:壓力越高,空氣越多,冷卻效果越好。因此,可以電測量的振動梁的共振頻率與壓力有關。該小組制造的裝置在廣泛的壓力范圍內工作,從0.038托到200托(大氣壓是760托),壓力傳感器的靈敏度為2689 x 10-6/Torr。
研究小組還表明,這種壓力微傳感器可以通過改變振動梁的厚度來適應特定的應用。他們模擬了振動梁的運行,以證明對于較薄的微振動梁,靈敏度變得更高,但較厚的振動梁消耗更多的能量。因此,可以根據(jù)裝置的目標環(huán)境,計算出在低壓或高壓下的最佳靈敏度的最佳厚度。
Alcheikh說:“得益于KAUST最先進的設施,我們很幸運能夠探索出一些新的想法,比如這種新穎的壓力傳感器。我希望繼續(xù)利用這一機會,將這一設備概念推向商業(yè)化?!?/p>