Оршил
Орчин үеийн мэдрэгч технологийн салбарт piezoresistive даралт мэдрэгчүүд нь нарийвчлал, найдвартай байдал, олон талт байдалаараа ялгардаг.Эдгээр мэдрэгчүүд нь даралтын өөрчлөлтийг хэмжихэд пьезорезистатив эффектийг ашигладаг бөгөөд үйлдвэрлэлийн автоматжуулалтаас эмнэлгийн хяналт хүртэл өргөн хүрээний хэрэглээнд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.Энэ нийтлэлд пьезорезистатив даралт мэдрэгчийн үндсэн зарчмууд, тэдгээрийн төрөл, хэрэглээ, давуу тал, ашиглахад анхаарах зүйлс зэргийг багтаасан болно.
Пьезорезистив даралтын мэдрэгчийг ойлгох
Пьезорезистийн зарчим
Пьезорезистив нөлөө нь механик стрессээс болж материалын цахилгаан эсэргүүцэл өөрчлөгддөг физик үзэгдэл юм.Энэ эффект нь физик хэмжигдэхүүнийг цахилгаан дохио болгон хувиргах замаар ажилладаг даралт мэдрэгч, хурдатгал хэмжигч, хүч мэдрэгч, эргүүлэх момент гэх мэт янз бүрийн мэдрэгчүүдэд өргөн хэрэглэгддэг.Эдгээр нь өндөр мэдрэмжтэй, хэмжилтийн өргөн хүрээтэй, давтамжийн хурдан хариу үйлдэлтэй, энгийн бүтэцтэй, пьезорезистатив эффектийн харьцангуй бага өртөгтэй давуу талтай.
Бүрэлдэхүүн хэсгүүд ба материалууд
Пьезорезистив даралтын мэдрэгч нь үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг болох нэг талст цахиур, полисиликон эсвэл металл хальс зэрэг материалаар хийгдсэн мэдрэмтгий мембран эсвэл диафрагмаар ажилладаг.Даралтын дор мембран хэв гажилт үүсэх үед үүссэн механик стресс нь цахилгаан эсэргүүцлийг өөрчилдөг бөгөөд даралтын өөрчлөлтийг цахилгаан дохио болгон хувиргадаг.Материалын сонголт, мембраны загвар, түүний хэлбэр, зузаан, бүтэц зэрэг нь мэдрэгчийн мэдрэмж, хэмжилтийн хүрээ, температурын шинж чанар, шугаман байдал, тогтвортой байдалд ихээхэн нөлөөлдөг.
Нэг талст цахиур нь өндөр температурт мэдрэгчтэй хэдий ч өндөр piezoresistive коэффициент, мэдрэмжийн хувьд өргөн хэрэглэгддэг;Полисиликон ба металл хальсыг температурын мэдрэмж багатай эсвэл сайн тогтвортой байдал, зэврэлтэнд тэсвэртэй гэж үздэг.Гүйцэтгэлийг оновчтой болгох нь мөн Wheatstone гүүрний хэлхээний дизайн, температурын хэлбэлзэл, тэг цэгийн шилжилтийн нөлөөллийг багасгахын тулд температурын нөхөн олговор, тэг цэгийн шалгалт тохируулга зэрэг нөхөн олговрын технологийг ашиглахаас хамаардаг бөгөөд ингэснээр хэмжилтийн нарийвчлал, тогтвортой байдлыг сайжруулдаг. .
Пьезорезитив мэдрэгчийн төрлүүд
Пьезорезистив даралтын мэдрэгчийг хэмжих аргад үндэслэн үнэмлэхүй, хэмжигч, дифференциал гэж ангилдаг.Үнэмлэхүй даралтын мэдрэгчийг төгс вакуумтай харьцуулахад даралтыг хэмжихэд ашигладаг, вакуум систем болон цаг уурын хэмжилтэд тохиромжтой, хаалттай камерын бүтэц, хэмжилтийн өргөн хүрээгээрээ алдартай.Даралтын хэмжигч мэдрэгч нь гидравлик болон пневматик системд хэрэглэгддэг атмосферийн даралттай харьцуулахад даралтыг хэмждэг бөгөөд энгийн бүтэцтэй, хямд үнээр тодорхойлогддог.Дифференциал даралтын мэдрэгч нь даралтын хоёр эх үүсвэрийн хоорондох зөрүүг хэмждэг бөгөөд урсгал болон түвшний хэмжилтэд өргөн хэрэглэгддэг бөгөөд өндөр нарийвчлалтай боловч илүү төвөгтэй бүтэцтэй гэдгээрээ онцлог юм.
Тохиромжтой пьезорезистив даралтын мэдрэгчийг сонгохдоо хэрэглээний хувилбар, хэмжилтийн хэрэгцээг харгалзан үзэх шаардлагатай бөгөөд үнэмлэхүй мэдрэгч нь өндөр нарийвчлалыг санал болгодог боловч өндөр өртөгтэй, хэмжигч мэдрэгч нь хямд боловч хэмжилтийн хязгаарлагдмал хүрээтэй, дифференциал мэдрэгч нь атмосферийн даралтад нөлөөлдөггүй боловч хэмжилтийн хэрэгцээг харгалзан үздэг. илүү өндөр өртөгтэй.Нэмж дурдахад зах зээл нь жижиг даралт мэдрэгч, өндөр температурт даралтын мэдрэгч, зэврэлтэнд тэсвэртэй даралт мэдрэгч зэрэг тусгай хэрэгцээнд зориулагдсан тусгай мэдрэгчүүдийг санал болгодог бөгөөд тус бүр нь өөр өөр хэмжилтийн орчин, нөхцөлийг чиглүүлдэг.
Пьезорезистив даралтын мэдрэгчийн ажиллах зарчим
Пьезорезистийн цаад шинжлэх ухаан
Пьезорезистив даралтын мэдрэгч нь механик стрессийн үед материалын цахилгаан эсэргүүцэл өөрчлөгддөг пьезорезистив эффект дээр суурилдаг.Мэдрэмтгий мембран эсвэл диафрагм дээр дарж, хэв гажилт, механик стресс үүсгэх үед энэ стресс нь мембраны цахилгаан эсэргүүцлийг өөрчилдөг.Дараа нь мэдрэгч нь энэ эсэргүүцлийн өөрчлөлтийг Wheatstone гүүрний хэлхээгээр дамжуулан цахилгаан дохио болгон хувиргаж, олшруулж, шүүсний дараа уншигдахуйц даралтын утга болгон хувиргадаг.Энэ процесс нь материалын болор бүтцийн өөрчлөлтийг хамардаг бөгөөд механик стресс нь электронуудын хөдөлгөөн, тээвэрлэгчийн концентрацид нөлөөлж, эсэргүүцлийн өөрчлөлтөд хүргэдэг.
Пьезорезистив даралтын мэдрэгчийн гүйцэтгэлд хэд хэдэн хүчин зүйл нөлөөлдөг бөгөөд үүнд пьезорезистатив материалын коэффициент, температурын коэффициент, тогтвортой байдал, мембраны хэлбэр, зузаан, бүтэц, Wheatstone гүүрний хэлхээний дизайн, температурын нөхөн олговор, тэг зэрэг нөхөн олговрын технологийг ашиглах зэрэг орно. цэгийн тохируулга.Пьезорезистив коэффициент нь материалын пьезорезистив нөлөөний бат бөх чанарыг илэрхийлдэг чухал үзүүлэлт бол Wheatstone гүүр нь эсэргүүцлийн өөрчлөлтийг хүчдэлийн дохио болгон хувиргах, хэмжилтийн нарийвчлал, тогтвортой байдлыг сайжруулахад зайлшгүй шаардлагатай хэлхээ юм.
Пьезорезистив даралтын мэдрэгчийн хэрэглээ
Пьезорезистив даралтын мэдрэгч нь өндөр мэдрэмжтэй, хэмжилтийн өргөн хүрээтэй, давтамжийн хариу үйлдэл нь энгийн, энгийн бүтэцтэй, харьцангуй хямд өртөгтэй тул үйлдвэрлэлийн удирдлага, эмнэлгийн багаж хэрэгсэл, автомашины электроник, сансар огторгуй зэрэг янз бүрийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг.Эдгээр мэдрэгчүүд нь үйлдвэрлэлийн салбарын гидравлик болон пневматик систем дэх даралтыг хянаж, робот холболтын эргэлт ба даралтыг хэмжиж, нефть хими, эрчим хүч, металлургийн үйлдвэрүүдийн үйлдвэрлэлийн процессын аюулгүй байдал, үр ашгийг баталгаажуулдаг.
Анагаах ухааны салбарт пьезорезистатив даралт мэдрэгчийг цусны даралт, цусны урсгал, амьсгалын замын даралт зэрэг чухал үзүүлэлтүүдийг хянахад ашигладаг бөгөөд ховдолын даралт, гавлын дотоод даралт, нүдний даралтыг оношлоход техникийн чухал дэмжлэг үзүүлдэг.Тэд мөн биеийн хөдөлгөөн, нойрны чанарыг хянах замаар өмсөж болох эрүүл мэндийн технологид үүрэг гүйцэтгэдэг.Автомашины салбарт эдгээр мэдрэгч нь дугуйны даралт, хөдөлгүүрийн даралт, түлшний даралтыг хэмждэг бол сансар огторгуйд нислэгийн өндөр, агаарын хурд, хөдөлгүүрийн даралтыг нарийн хэмжихэд тусалдаг.
Эдгээр хэсгүүдээс гадна пьезорезисттив даралт мэдрэгч нь хүрээлэн буй орчны хяналт, шинжлэх ухааны судалгаанд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг, атмосферийн даралт, усны түвшин, салхины хурдыг хэмжиж, материалын механик болон шингэний динамикийн судалгаанд нарийн мэдээлэл өгдөг.Эдгээр мэдрэгчийн олон төрлийн хэрэглээ нь орчин үеийн технологи, үйлдвэрлэлийн хөгжилд тэдний гол байр суурийг тодотгож, үр ашигтай, нарийн хяналт, хяналтын зайлшгүй технологи болж өгдөг.
Пьезорезисттив даралт мэдрэгчийн давуу тал
Өндөр мэдрэмжтэй, нарийвчлал сайтай, олон үйлдэлт, хэмжилтийн өргөн хүрээтэй, энгийн бүтэцтэй, хямд өртөгтэйгөөр пьезорезистив даралтын мэдрэгч нь янз бүрийн салбарт зайлшгүй үүрэг гүйцэтгэдэг.Эдгээр мэдрэгч нь даралтын маш бага өөрчлөлтийг илрүүлж, цусны даралт, цусны урсгалыг эмнэлгийн хяналтанд хянах зэрэг өндөр нарийвчлалтай хэмжилт хийхэд тохиромжтой.Эдгээрийг үйлдвэрлэлийн хяналтын систем, автомашины электроник, сансар огторгуй болон бусад салбарт өргөн ашиглах боломжтойг харуулсан микро паскалаас мегапаскаль хүртэлх янз бүрийн даралтын хүрээний хэрэгцээг хангахаар зохион бүтээж болно.
Пьезорезистив даралтын мэдрэгчийг үйлдвэрлэх үйл явц нь энгийн бөгөөд харьцангуй хямд бөгөөд авсаархан хэмжээ, хурдан давтамжийн хариу үйлдэл, урт хугацааны тогтвортой байдал, хөндлөнгийн нөлөөллөөс хамгаалах хүчтэй чадвартай тул тэдгээрийг засварлах, солиход хялбар, динамик хэмжилт, цогц хэмжилт хийхэд тохиромжтой. хүрээлэн буй орчны даралтын хяналт.Эдгээр шинж чанарууд нь үйл ажиллагааны нийт зардлыг бууруулаад зогсохгүй системийн үр ашигтай, найдвартай ажиллагааг хангадаг.
Хязгаарлалт ба анхаарах зүйлс
Пьезорезистив даралтын мэдрэгч нь өндөр мэдрэмжтэй, хэмжилтийн өргөн хүрээтэй, энгийн бүтэцтэй, зардал багатай тул янз бүрийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг боловч тэдгээрийн хэрэглээ нь практик хэрэглээнд анхаарах шаардлагатай хэд хэдэн хязгаарлалттай байдаг.Температур, чийгшил, чичиргээ зэрэг хүрээлэн буй орчны хүчин зүйлүүд нь мэдрэгчийн гүйцэтгэлд ихээхэн нөлөөлж, мэдрэмжийн өөрчлөлт, тэг цэгийн шилжилт, хэмжилтийн нарийвчлал буурахад хүргэдэг.Нэмж дурдахад, пьезорезистив мэдрэгчүүдийн өндөр мэдрэмж нь даралтын минутын өөрчлөлтийг илрүүлэх боломжийг олгодог боловч дуу чимээний хөндлөнгийн оролцоонд илүү өртөмтгий болгодог.
Эдгээр сорилтыг шийдвэрлэхийн тулд температурыг нөхөх зохих арга хэмжээ авах, чичиргээнээс урьдчилан сэргийлэх стратеги, тогтмол тохируулга хийх нь мэдрэгчийн хэмжилтийн нарийвчлал, тогтвортой байдлыг эрс сайжруулж чадна.Пьезорезистив даралтын мэдрэгч нь хэмжилтийн хүрээ, зөөвөрлөгчийн нийцтэй байдалд тодорхой хязгаарлалттай байдаг ч тохирох мэдрэгчийн төрөл, загварыг сонгох, тодорхой хэрэглээний орчинд мэдрэгчийг зохион бүтээх нь эдгээр хязгаарлалтыг үр дүнтэйгээр багасгаж чадна.Түүнээс гадна өндөр нарийвчлалтай пьезорезисттив даралт мэдрэгч нь харьцангуй үнэтэй байдаг ч зөв мэдрэгчүүдэд хөрөнгө оруулалт хийж, оновчтой болгох арга хэмжээг авах нь системийн ерөнхий гүйцэтгэл, найдвартай байдлыг урт хугацаанд нэмэгдүүлэх боломжтой юм.
Дүгнэж хэлэхэд, зарим хязгаарлалтыг үл харгалзан piezoresistive даралтын мэдрэгч нь оновчтой сонголт, нарийн хэрэглээний дизайны тусламжтайгаар давуу талыг нэмэгдүүлэх, янз бүрийн нарийн төвөгтэй хэрэглээний хэрэгцээг хангах боломжтой.Энэ нь хэрэглэгчдийг сонгох, ашиглах явцад хүрээлэн буй орчны хүчин зүйл, хэмжилтийн хүрээ, зөөвөрлөгчийн нийцтэй байдал зэрэг үндсэн параметрүүдийг бүрэн харгалзан үзэж, мэдрэгчийн нарийвчлал, тогтвортой байдлыг хангахын тулд зохих арга хэмжээг авахыг шаарддаг.
Piezoresistive даралт мэдрэгч технологийн шинэчлэл
Материал ба технологийн дэвшил
Материалын шинжлэх ухаан, технологийн тасралтгүй ахиц дэвшил нь пьезорезистор даралтын мэдрэгчийн хөгжилд хувьсгал хийж байгаа бөгөөд энэ нь шинэ пьезорезистатив материалыг хөгжүүлэх, бичил үйлдвэрлэлийн технологийг ашиглах, нөхөн олговор, утасгүй технологийг нэгтгэх, ухаалаг технологиудыг нэгтгэх зэргээр илэрдэг.Наноматериал болон хагас дамжуулагч материал зэрэг шинэ пьезорезистатив материалууд нь өндөр пьезорезистийн коэффициент, бага температурын коэффициентийг хангаад зогсохгүй мэдрэгчийн тогтвортой байдлыг сайжруулж, мэдрэгчийн мэдрэмж, нарийвчлалыг эрс сайжруулдаг.
Микрофабрик технологийн хэрэглээ нь бяцхан, өндөр нарийвчлалтай даралт мэдрэгч үйлдвэрлэх, зардлыг бууруулж, үйлдвэрлэлийн үр ашгийг нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог бөгөөд мэдрэгчийг илүү өргөн хүрээний хэрэглээний хувилбаруудад байрлуулах боломжийг олгодог.Цаашилбал, температурын нөхөн олговор, тэг цэгийн шилжилтийн нөхөн олговор зэрэг дэвшилтэт нөхөн олговрын технологи нь хэмжилтийн нарийвчлал, тогтвортой байдлыг улам сайжруулдаг.Утасгүй технологийн интеграцчилал нь өгөгдөл дамжуулахад илүү хялбар болгож, суулгах, ашиглах уян хатан байдлыг ихээхэн нэмэгдүүлж, системийн аюулгүй байдлыг сайжруулдаг.
Даралт мэдрэгч технологийн ирээдүйн чиглэл
Мэдрэхүйн технологи, микроэлектроник технологи, компьютерийн технологийг хослуулсан ухаалаг технологи нь пьезорезистатив даралт мэдрэгчийг илүү ухаалаг хөгжил рүү чиглүүлж байна.Энэ нь ухаалаг хэмжилт, өгөгдөлд дүн шинжилгээ хийх, алдаа оношлох функцийг хэрэгжүүлээд зогсохгүй практик хэрэглээнд мэдрэгчийн үр ашиг, үнэ цэнийг ихээхэн нэмэгдүүлдэг.Жишээлбэл, наноматериал ашиглах нь мэдрэгч, хэмжилтийн хүрээг ихээхэн сайжруулж, MEMS технологи нь мэдрэгчийг жижигрүүлж, зардлыг бууруулж, дижитал дохио боловсруулах технологи нь хэмжилтийн нарийвчлал, тогтвортой байдлыг ихээхэн сайжруулж, утасгүй мэдрэгч технологи нь мэдрэгчүүдэд утасгүй өгөгдөл дамжуулах боломжийг олгодог.Эдгээр дэвшил нь пьезорезистатив даралтын мэдрэгчийн технологийн хэрэглээг хурдацтай хөгжүүлж, өргөжүүлэхэд түлхэц өгч байна.
Тохиромжтой даралт мэдрэгчийг сонгох
Сонгон шалгаруулах шалгуур
Пьезорезистив даралтын мэдрэгчийг сонгохдоо хэмжилтийн хүрээ, мэдрэмж, хүрээлэн буй орчны нөхцөл зэрэг гол хүчин зүйлүүд нь маш чухал юм.Сонгосон мэдрэгчийн хэмжилтийн хүрээ нь шаардлагатай даралтын мужийг хамарч байгаа эсэхийг баталгаажуулах нь түүний гүйцэтгэлийн хязгаарыг хэтрүүлж, хэмжилтийн алдаа гаргахаас зайлсхийхэд чухал юм.Мэдрэмж нь хэмжилтийн нарийвчлалд шууд нөлөөлдөг өөр нэг шийдвэрлэх хүчин зүйл юм;Иймээс програмын нарийвчлалын шаардлагад тохирсон мэдрэмжтэй мэдрэгчийг сонгох шаардлагатай.Нэмж дурдахад температур, чийгшил, чичиргээ зэрэг хүрээлэн буй орчны хүчин зүйлүүд нь мэдрэгчийн гүйцэтгэлд нөлөөлж, орчны тодорхой нөхцөлд дасан зохицож чадах мэдрэгчийг сонгох нь чухал юм.
Тодорхой хэрэглээнд тохирсон даралт мэдрэгчийг сонгохдоо хэмжээ, жин, өртөг зэрэг бусад хүчин зүйлсийг харгалзан үзэх шаардлагатай.Жишээлбэл, үйлдвэрлэлийн хяналтын програмуудад хэмжилтийн өргөн хүрээтэй, өндөр мэдрэмжтэй, хөндлөнгийн нөлөөллөөс хамгаалах хүчтэй мэдрэгч шаардлагатай байдаг бол эмнэлгийн багаж хэрэгсэл нь хэмжилтийн өндөр нарийвчлал, сайн тогтвортой байдал, маш сайн био нийцтэй байдлыг чухалчилдаг.Автомашины электроникийн мэдрэгч нь авсаархан, хөнгөн жинтэй, өндөр температурт тэсвэртэй, чичиргээнд тэсвэртэй байх ёстой бол сансар огторгуйн мэдрэгч нь хэмжилтийн өндөр нарийвчлал, тогтвортой байдал, цацрагийн эсэргүүцлийг шаарддаг.Тиймээс, програм бүрийн онцлог хэрэгцээг ойлгож, үнэлж, хамгийн тохиромжтой пьезорезистатив даралтын мэдрэгчийн загварыг сонгох нь системийн оновчтой гүйцэтгэл, урт хугацааны найдвартай байдлыг хангахад чухал ач холбогдолтой юм.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 3-р сарын 12