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應用設計:介觀壓阻型微壓力傳感器設計
日期:2014年03月21日  文章點擊數:

    壓力傳感器應用廣泛,例如汽車中的多路壓力測量(如空氣壓力測量和輪胎系統、液壓系統、供油系統的壓力測量)、環境控制(如加熱、通風和空氣調節)中的壓力測量、航空系統中的壓力測量以及醫學中動脈血液壓力測量等。這里將在傳統壓力傳感器中使用一種新原理一介觀壓阻效應口,即在共振隧穿電壓附近,通過4個物理過程,將一個微弱的力學信號轉化為一個較強的電學信號。用基于介觀壓阻效應的共振隧穿薄膜替代傳統的壓阻式應變片作為敏感元件,通過理論分析和仿真數字壓力開關計算驗證了該結構對傳感器靈敏度、固有頻率的影響,從理論上證明了介觀壓阻效應原理可以提高壓力傳感器的靈敏度,擴大其測量頻率的范圍。

    2 介觀壓阻效應及GaAs,AlAs/InGaAsDBRT結構薄膜

    介觀壓阻效應的定義為“等效電阻的應力調制”,等效電阻是對共振隧汽車油耗監控效應的一種具體描述。由4個物理過程組成:①在力學信號下,納米結構中的應力分布將發生變化;②一定條件下應力變化可引起內建電場的產生;③內建電場將導致納米帶結構中量子能級發生變化;④量子能級變化會引起共振隧穿電流變化。簡言之,在共振隧穿附近,通過上述過程,可將一個微弱的力學信號轉化。為一個較強的電學信號,體現出較大的壓阻系數。這里所用的介觀壓阻效應元件為GaAs/A1As/InGaAs DBRT結構薄膜納米級窄帶隙材料。隨著外部壓力引起的拉伸應變的變化(如圖1所示),DBRT結構的共振隧穿電流和阻抗顯著變化。并且,阻抗應變輸出可由外部電壓有效調節。其優點是靈敏度高、靈敏度可調、靈敏度隨溫度變化小。

    沈陽海泰儀表工業有限公司是專業從事各種壓力傳感器壓力變送器、數字壓力表、汽車油耗監控的設計、開發、生產和銷售的高新技術企業。是通過遼寧省軟件生產企業、軟件產品認證的“雙認證”企業、是沈陽市高新技術企業。網址:www.bdkpgd.tw

 

 

 
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