KAUST团队开发微米级、低功耗的压力传感器
- 2020/3/9 8:52:11 21554
- 来源：传感器专家网
该小组设计的压力传感器工作范围广、灵敏度高。
当今，传感器是计算机、机器人等自动化系统与其环境之间的接口。传感器测量光、温度、运动、质量、压力、位置等，目前市场与应用对传感器的需求是希望他们更小，以便能够将他们集成到便携式产品中。例如，压力传感器可用于工业控制、医疗保健、医疗测试和气象学，根据不同的应用，这些压力传感器需要对微小的变化敏感，对这些变化反应迅速，并能在较大的压力范围内工作。
现在，Nouha Alcheikh、Amal Hajjaj和Mohammad Younis开发出一种灵敏的压力微传感器，该传感器基于硅振动梁，硅振动梁只有800微米长、25微米宽和1.5微米厚。Alcheikh表明：“我们已经开发出一种可扩展且灵敏的微压力传感器，它可以在纳米系统中的更大压力范围内工作。”
在实验研究中，悬梁将以共振频率振动，共振频率由其质量、长度、密度和刚度决定。当电流通过振动梁时，它会变得更热并开始弯曲。这种增加的曲率增加了振动梁的刚度，从而移动了共振频率。振动梁周围的空气使其冷却：压力越高，空气越多，冷却效果越好。因此，可以电测量的振动梁的共振频率与压力有关。该小组制造的装置在广泛的压力范围内工作，从0.038托到200托(大气压是760托)，压力传感器的灵敏度为2689 x 10-6/Torr。
研究小组还表明，这种压力微传感器可以通过改变振动梁的厚度来适应特定的应用。他们模拟了振动梁的运行，以证明对于较薄的微振动梁，灵敏度变得更高，但较厚的振动梁消耗更多的能量。因此，可以根据装置的目标环境，计算出在低压或高压下的灵敏度的厚度。
Alcheikh说：“得益于KAUST先进的设施，我们很幸运能够探索出一些新的想法，比如这种新颖的压力传感器。我希望继续利用这一机会，将这一设备概念推向商业化。”
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