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- 2019-06-28 17:44:24
传感器的发展历史及其发展趋势:
压力测量的历史:
1594 伽利略出生在比萨(意大利),他获得了用泵将河水抽到陆地灌溉的这种机器的专利。泵的核心是一个注射qi。伽利略发现,水在抽水机中能上升到10米,但为何会产生这种现象不得其解,此后,许多科学家都致力于找出产生这种现象的原因。
1656 奥托·冯·格里克出生在德国的马德堡。托里切利的真空或“虚无”的结论与“大自然厌恶真空”(即自然界不存在真空)的教义相悖,因此受到了教会的抨击。格里克研发出新的抽气机(活塞式抽气机)以抽空更大的容量,在马德堡上演了一场戏剧性的试验,他使用了凡士林将两个金属半球拼在一起,再将中间的空气抽尽,各用八匹马向两侧拉动都不能将它们分开。
1661 盎格鲁爱尔兰化学家罗伯特·波义耳,使用一端封闭的“J”形管研究压力和定量气体体积之间的关系,并提出Px V = K定律(P:压力,V:气体体积,K:常量)。这就意味着,光纤传感器,如果一个已知在规定的压力下气体的体积,在定量定温的条件下,如果气体的体积发生改变,则可算出压力。
电容式压力传感器的温度特性好,所以国内对其温度效应的研究很少。但随着MEMS技术的发展,人们对传感器的性能要求越来越高,传感器的温度特性也开始受到人们的重视。接触式或非接触式压力传感器都存在一定的温度效应,如果能消除温度影响,保证良好的压力特性,将使得传感器具有更良好的应用前景。介绍基于SOI硅/硅键合工艺的接触电容式高温压力传感器的结构及测试装置,通过对传感器真空和大气环境下的高温测试来分析温度对传感器测试结果的影响。
光纤传感器的优点
无论采用何种调制方法,光纤传感器与传统传感器相比有一系列独特的优点:
(1)抗电磁干扰:一般电磁辐射的频率比光波低许多,所以在光纤中传输的光信号不受电磁干扰的影响。
(2)电绝缘性能好,安全可靠:光纤本身是由电介质构成的,适宜于在易燃易爆的油、气、化工生产中使用。
(3)传感器端无需供电,是无源器件,将传输与传感集合到一体。
(4)耐腐蚀,化学性能稳定:由于制作光纤的材料——石英具有极高的化学稳定性,因此光纤传感器适宜于在较恶劣环境中使用。
(5)体积小、重量轻,几何形状可塑。
(6)传输损耗小,传输容量大:可实现远距离遥控监测和多点分布式测量。
(7)测量精度可以很高。有些光纤传感器(如干涉型)可以达到非常高的测量精度和分辨率。
(8)传感器能够复用,甚至实现分布式测量,一台测量仪器可以实现大规模的传感器测量。
(9)测量范围广;可测量温度、压强、应变、应力、流量、流速、电流、电压、
液位、液体浓度成分等,可以说光纤传感器能测量几乎所有物理量和很多化学量。