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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(dǎo)體傳感器的發(fā)明為標志,而半導(dǎo)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(dǎo)體材料的這一特性得到較廣泛應(yīng)用。史密斯(C.S.Smith) 與1945 發(fā)現(xiàn)了硅與鍺的壓阻效應(yīng),即當(dāng)有外力作用于半導(dǎo)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(yīng)變電阻片粘在金屬薄膜上,即將力信號轉(zhuǎn)化為電信號進行測量。此階段zui小尺寸大約為1cm。

　　(2) 技術(shù)發(fā)展階段(1960-1970年):隨著硅擴散技術(shù)的發(fā)展,技術(shù)人員在硅的(001) 或(110) 晶面選擇合適的晶向直接把應(yīng)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(chǔ)上應(yīng)用了硅的各向異性的腐蝕技術(shù),擴散硅傳感器其加工工藝以硅的各項異性腐蝕技術(shù)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(shù),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(chǎn),實現(xiàn)了集成化的工廠加工模式,成本進一步降低。

美國CELTRON MDB/MDBD橋式稱重傳感器:

MDB-10t，MDB-20t，MDB-25t，MDB-30t，MDB-40t

MDBD-10t，MDBD-20t，MDBD-25t，MDBD-30t

美國CELTRON LPS單點式稱重傳感器：

LPS-0.6kg，LPS-1kg，LPS-2kg，LPS-3kg，LPS-6kg，LPS-10kg，LPS-15kg，LPS-20kg，LPS-30kg，LPS-35kg，LPS-60kg，LPS-100kg，LPS-200kg

根據(jù)運動方式

直線位移傳感器：

直線位移【LPS-100kg】傳感器的功能在于把直線機械位移量轉(zhuǎn)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(jié)果。

角度位移傳感器：

角度位移傳感器應(yīng)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(gòu)造運轉(zhuǎn)，而齒輪不轉(zhuǎn)，說明你的機器已經(jīng)被障礙物給擋住了。此技術(shù)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(zhuǎn)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(qū)動而是通過裝置的運動帶動它：在驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)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(zhì)

電位器式位移傳感器：

它通過電位器元件將機械位移轉(zhuǎn)換成與之成線性或任意函數(shù)關(guān)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(shè)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(guān)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(zhuǎn)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(yīng)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(jié)構(gòu)簡單，輸出信號大，使用方便，價格低廉。

定義

位移傳感器又稱為線性傳感器，它分為電感式位移傳感器，電容式位移傳感器，光電式位移傳感器，位移傳感器超聲波式位移傳感器，霍爾式位移傳感器。

電感式位移傳感器是一種屬于金屬感應(yīng)的線性器件，接通電源后，在開關(guān)的感應(yīng)面將產(chǎn)生一個交變磁場，當(dāng)金屬物體接近此感應(yīng)面時，金屬中則產(chǎn)生渦流而吸取了振蕩器的能量，使振蕩器輸出幅度線性衰減，然后根據(jù)衰減量的變化來完成無接觸檢測物體的目的。

分類

按運動分類型 

直線位移傳感器和角度位移傳感器

按材料分類  

金屬膜位移傳感器 b.導(dǎo)電位移傳感器 c.光電式位移傳感器 d.磁敏式位移傳感器 e.金屬玻璃鈾傳感器 f.繞線式位移傳感器 g.電位器位移傳感器

廣義分類

A 機械式  

1）模擬式  電位器式，電阻應(yīng)變式，電容式，螺旋管電感式，差動變壓式，渦流式，光電式，霍爾器件式，微波式，超聲波式

2）數(shù)字式  光柵式和磁柵式

B 接近式  電容式，渦流式，霍爾效應(yīng)式，光電式，熱釋電式，多普勒式，電磁感應(yīng)式，微波式，超聲波式

C 轉(zhuǎn)速式  一般有光電式

D 多普勒式

E 液位式  浮子式，平衡浮筒式，壓差電容式，導(dǎo)電式，超聲波式，放射式

F流量及流量式  電磁式，渦流式，超聲波式，熱導(dǎo)式，激光式，光纖式，浮子式，渦輪式，空間濾波式

G 激光位移式