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微米级、低功耗的压力传感器在真空环境中具有

发布日期:2020-07-17 04:05

  光、温度、运动、质量、压力、位置等,目前市场与应用对传感器的需求是希望他们更小,以便能够将他们集成到便携式产品中。例如,压和气象学,根据不同的应用,这些压力传感器需要对微小的变化敏感,对这些变化反应迅速,并能在较大的压力范围内工作。

  现在,Nouha Alcheikh、Amal Hajjaj和Mohammad Younis开发出一种灵敏的压力微传感器,该传感器基于硅振动梁,硅振动梁只有800微米长、25微米宽和1.5微米厚。Alcheikh表明:“我们已经开发出一种可扩展且灵敏的微压力传感器,它可以在纳米系统中的更大压力范围内工作。”

  在实验研究中,悬梁将以共振频率振动,共振频率由其质量、长度、密度和刚度决定。当电流通过振动梁时,它会变得更热并开始弯曲。这种增加的曲率增加了振动梁的刚度,从而移动了共振频率。振动梁周围的空气使其冷却:压力越高,空气越多,冷却效果越好。因此,可以电测量的振动梁的共振频率与压力有关。该小组制造的装置在广泛的压力范围内工作,从0.038托到200托(大气压是760托),压力传感器的灵敏度为2689 x 10-6/Torr。

  研究小组还表明,这种压力微传感器可以通过改变振动梁的厚度来适应特定的应用。他们模拟了振动梁的运行,以证明对于较薄的微振动梁,灵敏度变得更高,但较厚的振动梁消耗更多的能量。因此,可以根据装置的目标环境,计算出在低压或高压下的最佳灵敏度的最佳厚度。

  Alcheikh说:“得益于KAUST最先进的设施,我们很幸运能够探索出一些新的想法,比如这种新颖的压力传感器。我希望继续利用这一机会,将这一设备概念推向商业化。”

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