C16iD1/60T_C16iD1/60T

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壓力傳感器的發(fā)展歷程

　　現(xiàn)代壓力傳感器以半導體C16iD1/60T_C16iD1/60T傳感器的發(fā)明為標志,而半導體傳感器的發(fā)展可以分為四個階段

　　(1) 發(fā)明階段(1945-1960年):這個階段主要是以1947年雙極性晶體管的發(fā)明為標志。此后,半導體材料的這一特性得到較廣泛應用。史密斯(C.S.Smith) 與1945 發(fā)現(xiàn)了硅與鍺的壓阻效應,即當有外力作用于半導體材料時,其電阻將明顯發(fā)生變化。依據(jù)此原理制成的壓力傳感器是把應變電阻片粘在金屬薄膜上,即將力信號轉化為電信號進行測量。此階段zui小尺寸大約為1cm。

　　(2) 技術發(fā)展階段(1960-1970年):隨著硅擴散技術的發(fā)展,技術人員在硅的(001) 或(110) 晶面選擇合適的晶向直接把應變電阻擴散在晶面上,然后在背面加工成凹形,形成較薄的硅彈性膜片,稱為硅杯。這種形式的硅杯傳感器具有體積小、重量輕、靈敏度高、穩(wěn)定性好、成本低、便于集成化的優(yōu)點,實現(xiàn)了金屬- 硅共晶體,為商業(yè)化發(fā)展提供了可能。

　　(3) 商業(yè)化集成加工階段(1970-1980年):在硅杯擴散理論的基礎上應用了硅的各向異性的腐蝕技術,擴散硅傳感器其加工工藝以硅的各項異性腐蝕技術為主,發(fā)展成為可以自動控制硅膜厚度的硅各向異性加工技術,主要有V形槽法、濃硼自動中止法、陽極氧化法自動中止法和微機控制自動中止法。由于可以在多個表面同時進行腐蝕,數(shù)千個硅壓力膜可以同時生產,實現(xiàn)了集成化的工廠加工模式,成本進一步降低。

　　(4) 微機械加工階段(1980年-今):上世紀末出現(xiàn)的納米技術,使得微機械加工工藝成為可能。通過微機械加工工藝可以由計算機控制加工出結構型的壓力傳感器,其線度可以控制在微米級范圍內。利用這一技術可以加工、蝕刻微米級的溝、條、膜,使得壓力傳感器進入了微米階段。

根據(jù)運動方式

直線位移傳感器：

直線位移傳感器的功能在于把直線機械位移量轉換成電信號。為了達到這一效果，通常將可變電阻滑軌定置在傳感器的固定部位，通過滑片在滑軌上的位移來測量不同的阻值。傳感器滑軌連接穩(wěn)態(tài)直流電壓，允許流過微安培的小電流，滑片和始端之間的電壓，與滑片移動的長度成正比。將傳感器用作分壓器可zui大限度降低對滑軌總阻值精確性的要求，因為由溫度變化引起的阻值變化不會影響到測量結果。

角度位移傳感器：

角度位移傳感器應用于障礙處理：使用角度傳感器來控制你的輪子可以間接的發(fā)現(xiàn)障礙物。原理非常簡單：如果馬達角度傳感器構造運轉，而齒輪不轉，說明你的機器已經被障礙物給擋住了。此技術使用起來非常簡單，而且非常有效；*要求就是運動的輪子不能在地板上打滑（或者說打滑次數(shù)太多），否則你將無法檢測到障礙物。一個空轉的齒輪連接到馬達上就可以避免這個問題，這個輪子不是由馬達驅動而是通過裝置的運動帶動它：在驅動輪旋轉的過程中，如果惰輪停止了，說明你碰到障礙物了。

根據(jù)材質

電位器式位移傳感器：

它通過電位器元件將機械位移轉換成與之成線性或任意函數(shù)關系的電阻或電壓輸出。普通直線電位器和圓形電位器都可分別用作直線位移和角位移傳感器。但是，為實現(xiàn)測量位移目的而設計的電位器，要求在位移變化和電阻變化之間有一個確定關系。圖1中的電位器式位移傳感器的可動電刷與被測物體相連。物體的位移引起電位器移動端的電阻變化。阻值的變化量反映了位移的量值，阻值的增加還是減小則表明了位移的方向。通常在電位器上通以電源電壓，以把電阻變化轉換為電壓輸出。線繞式電位器由于其電刷移動時電阻以匝電阻為階梯而變化，其輸出特性亦呈階梯形。如果這種位移傳感器在伺服系統(tǒng)中用作位移反饋元件，則過大的階躍電壓會引起系統(tǒng)振蕩。因此在電位器的制作中應盡量減小每匝的電阻值。電位器式傳感器的另一個主要缺點是易磨損。它的優(yōu)點是：結構簡單，輸出信號大，使用方便，價格低廉。

霍耳式位移傳感器：

它的測量原理是保持霍耳元件（見半導體磁敏元件）的激勵電流不變，并使其在一個梯度均勻的磁場中移動，則所移動的位移正比于輸出的霍耳電勢。磁場梯度越大，靈敏度越高；梯度變化越均勻，霍耳電勢與位移的關系越接近于線性。圖2中是三種產生梯度磁場的磁系統(tǒng)：a系統(tǒng)的線性范圍窄，位移Z=0時，霍耳電勢≠0；b系統(tǒng)當Z<2毫米時具有良好的線性，Z=0時，霍耳電勢=0；c系統(tǒng)的靈敏度高，測量范圍小于1毫米。圖中N、S分別表示正、負磁極?；舳轿灰苽鞲衅鞯膽T性小、頻響高、工作可靠、壽命長，因此常用于將各種非電量轉換成位移后再進行測量的場合。

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HLCB1D1/220KG，HLCB1D1/550KG，HLCB1D1/1.1T，HLCB1D1/1.76T，HLCB1D1/2.2T，HLCB1D1/4.4T

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