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第章微传感器和微执行器第章微传感器和微执行器1微传感器的概念微传感器的分类基本敏感原理介绍微传感器的实例微执行器的分类基本致动方式介绍微执行器的实例本章主要内容微传感器的概念本章主要内容2微传感器的概念微传感器:基于MEMS工艺的,能把被测物理量转换为电信号输出的器件,通常由敏感元件和传输元件组成。MEMS微传感器原理框图微传感器的概念微传感器:基于MEMS工艺的,能把被测物理量转3微传感器的概念微传感器的技术指标:量程:测量范围上限值和下限值的代数差。灵敏度:传感器的在稳态下输出变化对输入变化的比值线性度:传感器输出与输入之间的线性程度。分辨率:指在规定测量范围内可能检测出的被测量的最小变化量。重复性:传感器在输入量按同一方向作全量程多次测试时所得特性曲线不一致程度。频响范围:在规定误差条件下,传感器可以正常工作的频率区间。微传感器的概念微传感器的技术指标:4附例:一个微加速度传感器的指标灵敏度:100mV/g量程:50g
频率范围:0.5-8000Hz(±10%)安装谐振点:30kHz分辨率:0.0002g抗冲击:2000g
重量:8mg安装螺纹:M5mm线性:≤1%横向灵敏度:≤5%典型值:≤3%输出阻抗:<150Ω激励电压:18-30VDC典型值:24VDC温度范围:-40~+120℃壳绝缘电阻:>Ω安装力矩:约20-30Kgf.cm(M5螺纹)几何尺寸:四方12mm、高度13.5mm附例:一个微加速度传感器的指标灵敏度:100mV/g5按传感机理分
压阻、压电、隧道、电容、谐振、热对流按物理参数分力(加速度/压力/声)热(热电偶/热阻)光(光电类)电磁(磁强计)化学和生物医学(血糖/电容化学/化学机械)微传感器的分类按传感机理分微传感器的分类6(1)压阻敏感原理
当压力作用在单晶硅上时,硅晶体的电阻发生显著变化的效应称为压阻效应。在外力的作用下,结构中的薄膜或梁上产生应力分布,应力的存在使得压敏电阻的阻值发生变化微传感器的敏感原理(1)压阻敏感原理当压力作用在单晶硅上时,硅晶体7电阻的基本关系式电阻率的变化率电阻的变化率其中,为压阻系数压阻变化的具体过程电阻的基本关系式电阻率的变化率电阻的变化率其中,为压阻系数压8
1)金属电阻的改变主要由材料几何尺寸的变化引起,因此起主要作用;
2)半导体电阻的改变主要由材料受力后电阻率的变化引起,因此起主要作用;
3)半导体的灵敏度因子比金属的高得多,一般在70-170之间。
9压阻式传感器输出信号的检测一般需要采用惠斯通电桥输出电压压阻式传感器输出信号的检测一般需要采用惠斯通电桥输出电压10电容式微传感器的基本结构
(2)电容敏感原理
利用可变电容器作为传感元件,将作用于传感元件上的不同物理量的变化转换为电容值的变化。电容式微传感器的基本结构(2)电容敏感原理利11间隙变化型:改变两极板间隙δ面积变化型:改变形成电容的有效面积A介质变化型:改变两极间介质的介电常数ε平行板电容器的电容为间隙变化型:改变两极板间隙δ平行板电容器的电容为12间隙变化型电容式微传感器利用泰勒级数展开,由麦克劳林公式可得间隙变化型电容式微传感器利用泰勒级数展开,由麦克劳林公式可得13为了提升效率与品质,许多工厂不断引进高性能的设备与系统,但作业现场依然事故频频。究其原因,绝大我数是人为失误,如错误操作、作业条件未确认等到。如果5S活动不好的话,常常是操作盘及仪表脏污,导致数字读错、模具安装失误等行为发生。此种因人为疏忽的事故必须以彻底的5S活动来消灭。4.2如果发生第三方就卖方向买方提供的本合同项下所涉及的货物及服务对买方进行侵权指控,卖方应承担由此而引起的一切经济和法律责任。27.合同文件和资料的使用1.1严格执行岗位技术规范,遵守各项操作规程。杜绝责任事故,预防技术事故。6.5对裸装合同货物应以金属标签注明上述内容,裸装合同货物的装箱单应集中包装,随合同货物发运。____________________________________________________________收款单位:法正项目管理集团有限公司青海分公司17.3如果本标书第二章“前附表”中不允许投标人提交备选方案的,投标人提交的备选方案在评标时不予考虑。在上海和苏州之间,有很多的商人频繁的往返。在过去,从上海浦东机场下飞机以后,旅客如果要赶往苏州,则需要改乘普通大巴。但是,普通大巴采用的行车路线要花费很长的时间,这对于时间就是金钱的商人来说,无疑是难以接受的。后来,根据旅客们的需求,有关部门对环境进行了新的评估,并迅速做出了改善措施:在机场建立快速巴士,直接到达苏州。这样,大大节省了旅客的宝贵时间,旅客感到非常满意。员工在整个服务过程中必须保持精神专注,时刻准备着为顾客服务。举例来说,有些营业场所会有老人光顾。在老人进来的时候,因人而异的服务应该怎样体现呢?精神专注的员工就会注意观察,有的老人行动不便,所以不能走太远。这时候可以在门口附近放置一把椅子供老人使用。这些都是因人而异的服务的技巧。22.3投标文件应准备正本一份和按照本标书第二章“前附表”规定的副本份数,投标文件电子版一份。如果投标文件正本与副本不符,以正本为准;电子文档与文字文件不符,以文字文件为准。投标文件的副本可采用正本的复印件。为确保质量管理体系有效运行,保持体系的适宜性、充分性、有效性和高效率,以及达到预期的目标,应按计划的时间间隔进行管理评审略除高阶无穷小项,得这时传感器的灵敏度和非线性误差分别为为了提升效率与品质,许多工厂不断引进高性能的设备与系统,但作14采用差动电容结构可以大大减小传感器输出的非线性:采用差动电容结构可以大大减小传感器输出的非线性:15(3)隧道电流敏感原理
在距离十分接近的隧道探针与电极之间加一个偏置电压,当针尖和电极之间的距离接近纳米量级时,电子就会穿过两者之间的势垒,形成隧道电流。隧道电流质量块隧道探针输入感应力方向膜隧道电流式微传感器的基本结构(3)隧道电流敏感原理在距离十分接近的隧道探针与16为直流驱动电压,单位为V;为隧道电流,单位为A;为常数,等于;为有效隧道势垒高度,单位为eV;为隧道电极间距,单位为nm。在标准情况下(0.5eV,1nm),隧道电极间距变化0.1nm时,隧道电流改变2倍。利用这个原理,可以设计各种微传感器。∝
隧道电流式微传感器是一种高灵敏度的微传感器,具有噪声小、温度系数小以及动态性能好等特点。为直流驱动电压,单位为V;为隧道电流,单∝17(4)压电敏感原理压电效应:某些物质在沿一定方向受到压力或拉力作用而发生变形时,其两个表面上会产生极性相反的电荷;若将外力去掉时,又重新回到不带电的状态。逆压电效应:在压电材料两端施加一定的电压,材料会表现出一定的形变(伸长或缩短)。(4)压电敏感原理压电效应:某些物质在沿一定方向受到压18微传感器和微执行器培训课件19压电材料的特性常常用电荷灵敏度系数来表示电荷灵敏度系数:沿i轴在材料表面产生的电荷与沿j轴所加的力F的关系得出两金属板间的电压差压电材料的特性常常用电荷灵敏度系数来表示得出两金属板间的电压20(5)谐振式敏感原理当加速度计连接的外壳的振动频率接近器件的固有频率时,共振就会发生;也就是β=ω/ωn→1.0。检测质量在这个频率下振幅达到峰值。对微加速度计而言,器件在这一频率提供了最灵敏的输出。这种振动测量器件在共振频率处的峰值灵敏度的优势已经在微传感器设计中被利用。(5)谐振式敏感原理当加速度计连接的外壳的振动频率接近器21Howe[1987]发展了一个分析承受纵向力的振动梁在模态1时的固有频率的理论Howe[1987]发展了一个分析承受纵向力的振动梁在模22微传感器和微执行器培训课件23(6)热对流式敏感原理
向加热元件施加一定的热功率,加热元件周围形成温度场,流体流动使温度场发生变化,分别位于上下游的检测元件之间就会产生温差。被测流体的质流量与加热件上下游端的温度差T之间的关系为:P:加热功率,J:热功当量cp:被测流体的定压比热(6)热对流式敏感原理向加热元件施加一定的热功率,加24微传感器和微执行器培训课件2523.2为方便开标唱标,投标人应将开标一览表、优惠声明放在一起,单独密封,并在信封上标明“开标一览表”字样。善用会议与激励(10) 业主仅提供检修维护中必须的、随机配备的专用工具,其余工具均由承包方自备。业主不负责提供热工及电气计量室内仪器仪表、常规金属室内设备、热试设备和仪器、高压试验设备和仪器,以上仪器仪表均由承包方自备。41.签订合同在作业现场彻底推动5S活动,使员工对于安全用电、确保消防通道畅通、配戴安全帽、遵守搬运物品的要点养成习惯,建立有规律的作业现场,那么安全事故次数必定大大降低。11.4买方在卖方按合同规定交货或安装、调试后,无正当理由而拖延接收、验收或拒绝接收、验收的,应承担由此而造成的卖方直接损失。依据《中华人民共和国招标投标法》、《中华人民共和国政府采购法》和《评标委员会和评标方法暂行规定》,结合项目特点,评标严格按照招标文件的要求和条件进行。“公平、公正、择优、效益”为本次评标的基本原则,评标委员会将按照这一原则的要求,公正、平等地对待各投标人。同时,在评标时恪守以下原则:3、删除资料:从基础资料列表中选择一个准备删除的资料,然后单击【-】,再单击【保存】按钮,则相应的资料将被彻底删除。如果没有单击【保存】按钮而直接单击【退出】按钮,则放弃删除该基础资料的操作;产管理专业知识;5.2年度的考核结果,应付款项应于下一年【2】月【10】日之前确定并结算。季度(包括月度)的考核结果,应于下个季(月)度的【5】日之前确定并结算。传感器类型测量范围精度频响线性度信号处理电路结构工艺技术成熟性压阻式大中高较好简单电桥电路简单好电容式小高中较好高灵敏度的开关电容或电桥电路复杂差谐振式小高中较好宽频带闭环谐振回路复杂差压电式大低高较好电荷放大器简单好隧道式小高高较差高灵敏度电流检测电路复杂差热对流式大中低一般热敏电阻电桥简单差各种敏感原理特点比较23.2为方便开标唱标,投标人应将开标一览表、优惠声明放26各种敏感原理的优缺点优点缺点静电敏感材料简单需要较大的器件尺寸以得到足够大的电容较低的工作电流与工作电压信号读出电路复杂响应速度快对微粒与湿度敏感热敏感材料简单相对较大的功耗省去了可动部件相对静电敏感响应速度较慢压阻敏感高灵敏度需要硅掺杂工艺以获取高性能的压敏电阻材料简单(金属应变计)对环境温度变化敏感压电敏感电信号自产生能力,无需外加电源材料生长和制造工艺流程复杂,不能在高温条件下工作各种敏感原理的优缺点优点缺点静电敏感材料简单需要较大的器件尺27微传感器的实例(1)——力学微加速度传感器微陀螺仪微压力传感器微麦克风微传感器的实例(1)——力学微加速度传感器微陀螺仪微压力传感28微加速度传感器主要用于测量物体运动过程中的加速度:过载、振动和冲击压阻式、电容式、压电式、隧道电流式微加速度计。微加速度传感器主要用于测量物体运动过程中的加速度:过载、振动29压阻式挠度应力一阶固有频率阻尼比压阻式挠度应力一阶固有频率阻尼比30压敏电阻空隙玻璃盖板质量块导电胶引线第一个微加速度计的剖面结构示意图压敏电阻空隙玻璃盖板质量块导电胶引线31美国ICSensor公司生产的压阻式加速度计美国ICSensor公司生产的压阻式加速度计32电容式悬浮支架加速度固定支架导电电极衬底质量块)垂直敏感电容微加速度计结构固定支点加速度悬浮支架质量块感应叉指b)水平敏感电容微加速度计结构电容式加速度计的不同敏感电容电容式悬浮支架加速度固定支架导电电极衬底质量块)垂直敏331)平行板电容式微加速度计“三明治”结构电容式微加速度计结构硅玻璃玻璃硅硅平行板结构电容式微加速度计虽然具有较高的灵敏度,但是其制作需要腐蚀、组装、键合等多种工艺,过程复杂,无法与硅平面工艺兼容,难以实现批量化、低成本生产。1)平行板电容式微加速度计硅玻璃玻璃硅硅平行板结构电342)梳状电容式微加速度计挠性梁定齿基底位移定齿立柱敏感质量C1C22)梳状电容式微加速度计挠性梁基底位移立柱敏感质量C1C35
梳状结构的电容式微加速度计一般采用叉指结构,属于硅材料线加速度计,其结构加工工艺与集成电路加工工艺兼容性好,可以将敏感元件和信号调理电路用相同的工艺在同一硅片上完成,实现整体集成。梳状结构的电容式微加速度计一般采用叉指结构,属于硅材料线36隧道电流式
隧道式微加速度计,通常有悬臂梁式、多梁支撑式和扭摆轴式等几种结构悬臂梁隧道针尖悬臂梁式隧道效应微加速度计隧道电流式隧道式微加速度计,通常有悬臂梁式、多梁支撑式和扭37检测质量电极扭转铰链检测质量可变电极挤压膜阻尼孔氮化层悬臂梁隧道针尖Stanford大学的双悬臂梁式隧道效应加速度计检测质量电极扭转铰链检测质量可变电极挤压膜阻尼孔氮化层悬臂梁384、《优秀团员、青年入党积极分子推荐表》应用钢笔或签字笔书写,内容不可复印。团支部推荐意见一栏,规范填写为:“xx年xx月x日召开支委会,应到x人,实到x人,经举手表决,x人(一致)同意推荐该同志为入党积极分子。5.2.5各部门要将所选定的统计方法及其使用情况写成书面报告,包括有关建议、意见,报告统计主管部门;日本的服务是举世公认的。在送客的礼仪方面也有独到之处,表现得谦和有礼。有一批企业家去参观日本工厂,参观结束后坐大巴离开时,工厂的领导、员工等等都在门口恭送客人。每个人都是90度的鞠躬,很有礼貌。服务品质的管理也是有技术的,要讲究方式方法。在同一街道相互临近的位置,坐落着两家自助餐厅A和B,这两家自助餐厅都期望能够通过顾客填写意见调查表,来了解顾客对服务是否满意。但是,由于他们采用的方式不同,产生的效果也就不相同。餐厅A把调查表悬挂在墙上,大部分消费者在用餐后离开时才能看到,多数不可能重新返回填写意见,因此调查实际上无法落实。6、压力管道的使用及维护以下通过一些知名企业的实际案例进行分析,旨在强调服务意识的重要性和培养技巧,讲述重视企业的服务和人才培训的方法。【自检】4.1卖方应保证买方在使用本合同项下货物或货物的任何一部分时免受第三方提出的侵犯其专利权、商标权、著作权或其它知识产权引起的一切索赔和诉讼。优美的坐姿应该让人觉得安详舒适,端庄稳重。正确的坐姿是上半身挺直,两肩放松,下巴内收,脖子挺直,胸部挺起,双膝并拢,双手自然地放于双膝或椅子扶手上。在回答顾客询问的时候,应站立或身体微微前倾,体现出对顾客的尊重和服务的诚意。2.心理性的满足1.情景体验的方法(2)销售报表:包括销售开单汇总表、销售开单明细表、商品销售流向表、滞销商品明细表、销售收款明细表、员工提成明细表、委托代销明细表、商品销售流水帐;压电式微加速度计
压电式微加速度计具有测量范围宽、启动快、功耗低、直流供电、抗冲击振动、可靠性高等显著优点,在惯性导航系统中有着广泛的应用。敏感轴方向压电晶体壳体敏感质量压电式微加速度计原理示意图m4、《优秀团员、青年入党积极分子推荐表》应用钢笔或签字笔书写39微陀螺仪利用振动质量块被基座(仪表壳体)带动旋转时的哥氏效应来敏感角速度,具有成本低、体积小、重量轻、可靠性高、可数字化及可重复大批量生产等优点。线驱动式微陀螺仪
角驱动式微陀螺仪微陀螺仪利用振动质量块被基座(仪表壳体)带动旋转时的哥氏效应40线振动(音叉式)微陀螺仪线振动(音叉式)微陀螺仪41角振动式微陀螺仪
角振动式微陀螺仪42微压力传感器压力传感器是测量压力的传感器件,是使用极为广泛的一种传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、精度高,动态特性好,耐腐蚀、零位小等优点常见的微压力传感器有三种:压阻式、电容式和压电式微压力传感器微压力传感器压力传感器是测量压力的传感器件,是使用极为广泛的43压阻式硅薄膜焊盘P型扩散压阻金属导体N型外延层P型衬底玻璃衬底腐蚀腔压阻式微压力传感器结构压阻式硅薄膜焊盘P型扩散压阻金属导体N型外延层P型衬底玻璃衬44氮化硅多晶硅环境应力径向应力压敏电阻参考压力外加压力
压阻式绝对压力传感器氮化硅多晶硅环境应力径向应力压敏电阻参考压力外加压力压阻式45电容式
这种类型的微压力传感器以半导体薄膜为敏感元件,通常由上下电极、绝缘层和衬底构成东京大学接触电容式压力传感器结构薄膜硅硅薄膜上键合点上键合点衬底上键合点绝缘层电极玻璃衬底电容式这种类型的微压力传感器以半导体薄膜为敏感元件,通常46谐振式在梁和偏转电极之间施加很小的微伏级的电压信号就可使梁共振,由梁上的压敏电阻提供反馈。施加在下层晶片薄膜上的压力增加了共振梁的张力,就象调紧吉他弦一样,这就增加了它的共振频率。谐振式在梁和偏转电极之间施加很小的微伏级的电压信号就可47微型麦克风微麦克风测量的是声压,要求灵敏度高,频带宽。瑞士电子与微技术公司所制作的电容式微麦克风,利用体硅工艺制作,重掺杂自停止形成敏感膜和有孔固定电极。微型麦克风微麦克风测量的是声压,要求灵敏度高,频带宽。瑞48微传感器的实例(2)——光学光学传感器的原理
电子吸收光子,从而向高能级跃迁。能级跃迁的类型:
1)物体从价带向导带跃迁——光伏效应2)物体从导带向价带跃迁——光电效应3)向稳定能级的跃迁——双折射,克耳与光电效应
4)跃迁到中间能级态和返回到基态5)其它类似激子的结构(电子和空穴形成了具有一系列显著能级、类似氢的分子)。微传感器的实例(2)——光学光学传感器的原理电子吸收光子49当入射光光子的能量大于被照射材料的逸出功时,就有光电子发射,称为外光电效应。利用这种效应制成的传感器有真空光电管、光电倍增管等。当物体受光照射后,其内部原子释放出电子,但这些电子并不逸出物体表面仍留在内部,使物体的电阻率发生变化或产生光电动势的现象称为内光电导效应。前者称为光电导效应,后者称为伏打效应。当入射光光子的能量大于被照射材料的逸出功时,就有光电子发射,50利用半导体光电导效应可制成光敏电阻其基本原理是辐射时半导体材料中的电荷载流子(包括电子和空穴)的增殖使其电阻率发生变化。光中的光子和固体中吸收光的电子的相互作用原理在量子物理学中已经比较完善。微光学传感器已经可以测量出光的强度。具有强光电效应的固态材料可用作这种传感材料。利用半导体光电导效应可制成光敏电阻光中的光子和固体中吸收光的51如图所示,当透光性较强的半导体基体A接受光子能量后,两光敏电阻的连接处可产生电势。产生的电势可以通过电桥电路中电阻的改变测量出来。如图所示,当透光性较强的半导体基体A接受光子能量后,两光敏电52一种特殊的材料,当有光照时其自身电阻会发生变化。一种特殊的材料,当有光照时其自身电阻会发生变化。53图中的光电二极管由p型和n型掺杂的半导体层组成图中的光电二极管由p型和n型掺杂的半导体层组成54图中的光电子管由p-、n-和p-掺杂层组成。入射的光子能量可以被转换成从这些器件中输出的电流。图中的光电子管由p-、n-和p-掺杂层组成。入射的光子能55
热电偶是测量热的最常用的传感器工作原理:依靠两个不同金属线的末端产生的电动势,此电动势在两个导线的交节点(称为节点)被加热的情况下产生。热电偶传感器微传感器的实例(3)——热学热电偶是测量热的最常用的传感器热电偶传感器微传感器的实例56热电偶热电偶57热电偶原理微温度传感器的一个严重缺点:输出信号随着线和节点的尺寸的减小而降低。微热电堆是小型化热传感更理想的解决方案。热电偶原理微温度传感器的一个严重缺点:输出信号随着线和节点的58Choi和Wise在1986年研制的微热电堆Choi和Wise在1986年研制的微热电堆59热双层片传感器
对于传感和执行而言,热双金属片效应是很常用的方法。这种效应可将微结构的温度变化转变为机械梁的横向位移。图热双金属片弯曲()热双层片传感器图热双金属片弯曲()60微型磁强计定义:利用MEMS技术制作的,把磁场强度和方向信号转换为电信号输出的器件。微型磁强计按工作原理主要可分为两大类:电磁效应式和机械式。微传感器的实例(4)——电磁微型磁强计定义:利用MEMS技术制作的,把磁场强度和方向信号61微传感器是构成任何生物MEMS产品最基本的组元。在生物医学中,常用的两类传感器是:(1)生物医学传感器
(2)生物传感器
微传感器的实例(5)——生物医学微传感器是构成任何生物MEMS产品最基本的组元。在生物医学中62
生物医学传感器用来检测生物学物质,生物传感器可以被更广地定义为任何含有生物成分的测量设备。这些传感器通常涉及生物分子,例如生物抗体和生物酶,它们与被测分析物互相作用。
生物医学传感器可以分成用来测量生物学物质的生物医学仪器和用以医学诊断为目的的仪器。它们通常只需要小量的样本,因而可以大大加快分析速度而且几乎没有死区。生物医学传感器用来检测生物学物质,生物传感器可以被更广63生物医学传感器实例血样中的葡萄糖和聚乙烯酒精溶液中的氧之间将发生下列的化学反应:葡萄糖+O2
葡萄糖酸内酯酶+H2O2反应中产生的H2O2可以被加在铂电极上的电压电解,产生带正电的氢离子,并被此电极吸引。于是,血样中葡萄糖的量就可以通过测量两个电极间电流的方法得到。生物医学传感器实例血样中的葡萄糖和聚乙烯酒精溶液中的氧之64微传感器和微执行器培训课件65生物传感器
生物传感器的工作原理基于待检测分析物与生物学方法产生的生物分子的相互作用,这些分子包括某种形式的酶、抗体和其它形式的蛋白。这些生物分子附着在传感元单元上,当它们和被分析物相互作用时可以改变传感器的输出信号。生物传感器生物传感器的工作原理基于待检测分析物与66微传感器和微执行器培训课件67化学传感器用来检测特定的化合物。工作原理:很多物质对化学作用都很敏感。比如,很多金属长时间暴露在空气中都有被氧化的危险。金属表面显著的氧化层能改变材料的性能,例如金属的电阻。这些自然现象就是设计和发展微化学传感器所依据的原理。微传感器的实例(6)——化学化学传感器用来检测特定的化合物。微传感器的实例(6)——化学68
材料对特定化学物质的敏感性是很多化学传感器的基本原理。材料对特定化学物质的敏感性是很多化学传感器的69
有机聚合物和嵌入的金属植入物一起使用。当这些聚合物暴露在某种气体下时,可以使金属的电导发生变化。例如,一种特殊的聚合物苯二甲蓝和铜一起来检测氨和二氧化氮气体。化学电阻传感器有机聚合物和嵌入的金属植入物一起使用。当这些聚合70某些聚合物可以用作电容的电介质材料。当它们暴露在某种气体中时,可以使材料的介电常数发生变化,从而改变金属电极间的电容。比如用多乙炔PPA来检测如CO,CO2,N2。化学电容传感器某些聚合物可以用作电容的电介质材料。当它们暴露在71
有一些特殊的材料,比如某种聚合物,当暴露在某种化学物质中的时候,其形状会发生变化(包括湿度的改变)。我们可以通过测量这种材料的尺寸变化来检测这种化学物质。化学机械传感器有一些特殊的材料,比如某种聚合物,当暴露在某种化72工作原理和化学电阻式传感器类似。有些半导体金属,如SnO2,当吸收了某种气体后可以改变自身的电阻。金属氧化物气体传感器工作原理和化学电阻式传感器类似。有些半导体金属,73微传感器和微执行器培训课件74微型触觉传感器触觉传感器其敏感元件直接与固体接触。荷兰Delft大学研制的三维电容式触觉传感器。微传感器的实例(7)——其它微型触觉传感器触觉传感器其敏感元件直接与固体接触。微传感器753232个元件的压阻式敏感法向压力的触觉传感器。有1到2mV.cm2/Kg(10到20V/kPa)的灵敏度。3232个元件的压阻式敏感法向压力的触觉传感器。有1到76声波传感器
声波传感器的主要应用是测量气体中的化学成分。这些传感器通过将机械能转化成电能来产生声波。声波器件同样也用于在微流体系统中驱动流体。这种传感器的激励能量主要由以下两种机理来提供:压电效应和磁致伸缩效应。然而,对于激励声波,前者应用更为普遍。声波传感器声波传感器的主要应用是测量气体77四种主要的声波传感器类型四种主要的声波传感器类型78微型红外传感器密西根大学研制的红外阵列传感器,敏感元件为375m×375m,有32个n-p型多晶硅热电偶组成的热电堆,其灵敏度为30V/W。红外传感器主要由隔热空腔及其上的热电堆、pn结、热敏电阻等感温元件组成。微型红外传感器密西根大学研制的红外阵列传感器,敏感元件为3779光纤敏感基于光线的敏感方式是利用光纤中光的相位和强度与光纤弯曲度、光纤上的机械应力、温度等有关这一原理。如果一段光纤是直的,光在其中会走过一段特定的光学路径。如果光纤由于机械形变而产生弯曲,那么新的有效光学路径将导致光在光纤末端输出时的相位和强度发生变化。光纤敏感基于光线的敏感方式是利用光纤中光的相位和强度与光纤弯80基于场效应晶体管(FET)传感的加速度计晶体管工作原理:以N性衬底为例,当没有施加电压时,源区和漏区之间几乎没有电流;当施加足够大的负电压后,就会形成反形区,该反形区被称为沟道,它帮助电流顺利在源和漏之间流动。基于场效应晶体管(FET)传感的加速度计晶体管工作原理:以N81利用FET栅的位移敏感的加速度传感器加速度计的振动质量块是FET的栅,从而栅与沟道之间的距离与施加的加速度有关,距离的变化将使晶体管的阈值电压UT的值发生变化。利用FET栅的位移敏感的加速度传感器加速度计的振动质量块是F82射频谐振敏感——谐振式压力传感器平面螺旋电感覆盖在有低温共烧陶瓷制成的压敏薄膜上。电感的中央接触尺寸被有意放大,使其能与对面的电极表面构成一个可观的电容。如果压力发生变化,薄膜将产生形变位移,相应的电容值将发生变化。同时电感值也会随着薄膜的弯曲而改变。即谐振电路的谐振频率与压力有关。射频谐振敏感——谐振式压力传感器平面螺旋电感覆盖在有低温共烧83微执行器的概念MEMS微执行器原理框图微执行器:基于MEMS工艺的,能把电信号(电能)转换为机械能等其它形式能量输出的器件,通常由致动元件和传输元件组成。微执行器的概念MEMS微执行器原理框图微执行器:基于MEMS84自1982年静电微马达的研制成功至今,对微执行器的研究工作正在深入。设计执行器的要求是在动力源的驱动下能够完成需要的动作。因而,在涉及到运动的微型系统中执行器十分重要。微执行器的概念自1982年静电微马达的研制成功至今,对微执行器的研究85微机械执行器是组成微机电系统的要素之一。如,力学执行器是将电能或其它能量转换为机械能。理想的执行器应该是使用很少的能源,具有很高的机械效率,对机械状态和环境条件适应性强,需要时能产生高速运动,具有高的能量-质量比,在控制信号与力、扭矩和速度之间呈线性比例关系。微执行器的概念微机械执行器是组成微机电系统的要素之一。如,力学执行器是将电86
与传统执动器相比,微执动器的特点有微系统加速快、速度高;仅需极小的驱动力;随元器件尺寸的微型化、热膨胀、振动等环境干扰因素小。微执行器的概念微执行器的特点与传统执动器相比,微执动器的特点有微执行器的概念微执行器87微致动器的分类按致动原理分静电式微执行器压电式微执行器热力微执行器形状记忆合金微执行器微致动器的分类按致动原理分88微执行器的致动方式静电执行器的基本工作原理:两个带异性电荷的电极板之间具有吸引力。
从库仑定律
平板电容器
极板间作用力(1)静电式微执行器微执行器的致动方式静电执行器的基本工作原理:两个带异性电荷的89主要优点1、结构简单:敏感与执行的原理相对简单,容易实现,仅需两个导电表面即可,无需专门的功能材料;2、功耗低:静电执行依赖于电压差而非电流,低频时有很高的能效,静态时由于不存在电流这一优点尤其明显;3、响应快:转换速度由充放电时间常数决定,对于良导体这一时间常数很小,所以可以获得很高的动态响应速度。主要优点1、结构简单:敏感与执行的原理相对简单,容易实现,仅90偏压作用下静电执行器的平衡位置施加电压载荷会产生静电力Felectric,可动极板在起始位置时的静电力Felectric大小为:
静电力使得间隙有减小的趋势。从而引起位移和机械回复力。在静态平衡下,机械回复力与静电力的大小相等,方向相反。偏压作用下静电执行器的平衡位置施加电压载荷会产生静电力Fel91下图中的两条曲线,分别代表机械回复力与静电力随电极位置的变化。对于恒定的偏置电压U,机械回复力(Fmechanical)随着极板位置线性变化,静电力(Felectric)随着极板位置非线性变化。下图中的两条曲线,分别代表机械回复力与静电力随电极位置的变化92电压增加时,静电力曲线族上移,平衡位置离静止位置越远。电压增加时,静电力曲线族上移,平衡位置离静止位置越远。93平行板执行器的吸合(pull-in)效应当静电力不断增大时,两平板将迅速吸合直到接触到一起,这一现象称为吸合。引起吸合所须的电压与位移对于静电执行器的设计至关重要。平行板执行器的吸合(pull-in)效应当静电力不断增大时,94如图所示,一平行板电容器是由尺寸(或1mm)的方板组成的。当两板间距为,求法向静电力。平板由静止空气隔开。例题:例题:95解:作用在平板上的法向静电力的大小,可以由公式计算出来,其中空气为绝缘介质,相对介电常数为,真空介电常数为or
代入参数,得到解:代入参数,得到96静电梳齿驱动一般采用表面微加工工艺制做包含有许多相互交错的指状梳齿当施加电压时,梳齿之间产生吸引力,梳齿相互靠近静电力的大小与梳齿对数成比例,因此为了得到较大的力,一般要求梳齿较多。静电梳齿驱动一般采用表面微加工工艺制做97图三种不同的梳状驱动图三种放大倍数下两组叉指之间的电力线分布图三种不同的梳状驱动图三种放大倍数下两组叉指之间的电力线98静电梳齿驱动实例静电梳齿驱动实例99梳状驱动器件的应用1.惯性传感器基于梳状驱动的惯性传感器可以用各种方式来实现。ADXL加速度计是最经典的一种MEMS传感器,它是基于共面横向梳状驱动的。梳状驱动加速度计梳状驱动器件的应用1.惯性传感器1002.执行器
梳状驱动执行器常常用来产生面内或离面位移。用于光开关的梳状驱动器2.执行器101大位移梳状驱动执行器右图是Sandia国家实验室研制的一种齿轮传动的机械装置。大位移梳状驱动执行器右图是Sandia国家实验室研制的一种齿102静电悬臂驱动利用了驱动电压与梁末端偏移量之间的关系。静电悬臂驱动利用了驱动电压与梁末端偏移量之间的关系。103
从工程力学理论可以知道,宽度为w的悬臂梁,在距固定端X处施加集中载荷时,梁末端的偏移量δT可由下式给出:其中,距离梁固定端x处的静电力q(x)为:从工程力学理论可以知道,宽度为w的悬臂梁,在距固定端X处104静电旋转微型马达静电式微执行器实例(1)静电激励已经被用于实现旋转马达结构。基本思路是制做一个能自由转动的中间转子,四周布以电容极板,以合适的相位驱动,就可使转子转动。静电旋转微型马达静电式微执行器实例(1)静电激励已经被用于实105“尺蠖”执行器静电式微执行器实例(2)使用一个能弯曲的末端带有微小垂直挡板的金属板,当在金属板和衬底中掩埋的导体两端加电压时,金属板就向下弯曲,并将挡板向前推进一小段距离。电压消失时,由于挡板和绝缘层表面摩擦力的不对称,导致一定程度的运动“调整”,因而产生了金属板净位移。“尺蠖”执行器静电式微执行器实例(2)使用一个能弯曲的末端106静电光开关静电式微执行器实例(3)凹槽绝缘硅静电梳齿驱动器光纤氧化硅输入1输入2输出2输出1驱动器作用时的直通状态输入1输入2输出1输出2驱动器不作用时的反射状态光纤槽光纤槽采用了一双面反射的垂直微镜来实现开关。将微镜与一根长梁相连,长梁由梳状电极静电驱动。只要施加一个电压短脉冲,微镜在长梁的带动下就会作进入或弹出光路的水平运动,实现光路切换。静电光开关静电式微执行器实例(3)凹槽绝缘硅静电梳齿驱动器光107静电致动微泵静电式微执行器实例(3)入口出口驱动腔泵薄膜检测电极泵腔绝缘层驱动单元阀体单元ZengerleR的静电致动微泵微泵的尺寸为,由静电驱动膜片、被动阀、进口和出口组成。泵用峰值为150~200V、频率从0.1Hz到10kHz的电压脉冲驱动。该泵的最大流速可达到250-850L/min(正向)和200-350L/min(反向)。在供电电压为200V时,可达到最大背压为310cmH2O,最大流速为850L/min。静电致动微泵静电式微执行器实例(3)入口出口驱动腔泵薄膜检测108微执行器的致动方式(2)热执行器利用热来驱动的热致动器或简单的加热器(一个电阻器)广泛应用于微机械器件中,是一种十分常见的驱动方式。从原理上分,热致动器可以分为热气动式和热膨胀式两种。微执行器的致动方式(2)热执行器利用热来驱动的热致动器或简单109热膨胀式:利用执行器加热时本身材料的体积膨胀驱动。热气动式:一种典型的方法是形成带有密封流体(如空气、水蒸汽和液态水等)的空腔,气腔中的流体被加热后就会膨胀,压力增大,从而推动薄膜运动。热膨胀式:利用执行器加热时本身材料的体积膨胀驱动。110现在很多喷墨打印机都是利用墨水的热膨胀来喷出墨滴。热喷墨打印机墨嘴的示意图如下图所示。现在很多喷墨打印机都是利用墨水的热膨胀来喷出墨滴。热喷墨打印111固体热膨胀:双晶片热执行器热执行器的一个基本方案是利用两种键合材料的不同热膨胀系数,被称为双晶片热激励。一个加热器常被夹在两层“活动”的材料中间,加电后,就会使它们产生不同的膨胀。该方案的优点包括线性的偏移量-能量关系以及环境稳定性,如这些执行器能运行于热传导相当低的液体中。缺点包括高功耗、低带宽(由热时间常数决定)以及比静电执行器更复杂的结构。固体热膨胀:双晶片热执行器热执行器的一个基本方案是利用两种键112双晶片热执行器双晶片热执行器113双金属致动器双金属致动器也是一种热致动器,但它不利用固体的体积膨胀,而是利用固体的线性膨胀来制造微致动器。双金属热致动是通过加热,使得驱动元件本身的温度升高,结构内部产生热应力,导致薄膜产生线性应变,从而达到驱动目的。双金属热致动方式具有驱动电压低、驱动力大、行程大、线性的位移—能量关系、结构及制造工艺简单(相对热气动等方式而言)、驱动能源易于实现、易于集成等特点,因而应用前景广泛。双金属致动器双金属致动器也是一种热致动器,但它不利用固体的体114a热膨胀系数,t厚度,b宽度a热膨胀系数,t厚度,b宽度115美国ICSensors利用这种双金属片致动原理研制的阀。其中,硅膜厚、直径为,铝层厚,常开间隙为的阀可控0.2MPa的气流,泄漏仅为45μL/min金属层加热膜硅进口出口双金属片致动阀美国ICSensors利用这种双金属片致动原理研制的阀116热气动式:体积膨胀和相变执行器不利用固体的线性膨胀,而是利用体积膨胀也可以制造出微机械执行器。一种典型的方法是形成带有密封流体的空腔(如:空气、水蒸汽和液态水等),这些物质可以被加热,然后就会膨胀。但是,就象别的许多热驱动方法一样,这种方法功耗较大,带宽较低,这是由于热时间常数所致。变相的热执行器包括加热时相态可变的材料,这样体积发生膨胀从而产生压力以及机械载荷。例如,可以通过加热将水从液态转变为气态,产生的气泡可以用作驱动力。热气动式:体积膨胀和相变执行器不利用固体的线性膨胀,而是利用117微执行器的致动方式(3)压电执行器
逆压电效应:在压电材料两端施加一定的电压,材料会表现出一定的形变(伸长或缩短)。V的典型值在10-10~10-7cm/N之间变化。因此,要获得微米量级的位移,常常需要超过1000V的电压,除非使用叠加的执行器或放大机械运动的器件。微执行器的致动方式(3)压电执行器逆压电效应:在压电118压电致动微型泵日本东北大学研制的压电堆致动微泵如图所示。该微泵依靠致动器推动薄膜变形,引起腔体内压强的变化,驱动单向阀工作,使气、液体定向流动。压电堆的轴向变形和驱动力都比较大,最大流量为40L/min,最高背压为1mH2O。压电式微执行器实例(1)压电致动微型泵日本东北大学研制的压电堆致动微泵如图119德国Ilmenau技术大学研制的压电致动硅微无阀泵,其最大流量为7.5mL/min,最大背压为2.8kPa。压电式微执行器实例(2)德国Ilmenau技术大学研制的压电致动硅微无阀泵,其最120压电式微执行器实例(3)压电扫描隧道显微镜探针压电式微执行器实例(3)压电扫描隧道显微镜探针121压电扫描隧道显微镜探针的运动模式为压电扫描隧道显微镜探针的运动模式为122
如图所示将一片晶体安装在微执行器的一根弹性硅梁上。在压电晶体上加电压使其产生形变,引起弹性硅梁的弯曲。压电晶体致动器在微定位机构和微型夹具等方面都有应用。压电式微执行器实例(4)如图所示将一片晶体安装在微执行器的一根弹性硅梁上。在压电123微执行器的致动方式(5)形状记忆合金执行器有些材料在受热时,其长度能发生很显著的变化(收缩),将它们总称为形状记忆合金(SMA),其中最著名的是钛镍合金。SMA效应源于合金马氏体(主要为三角晶系)和奥氏体(高度均匀)晶相之间与温度有关的相变。现象:受到机械力作用而产生变形的合金,一旦受热就会恢复到它们未变形前的状态。加热方式:通电流微执行器的致动方式(5)形状记忆合金执行器有些材料在受热时,124在预置温度T时弯曲的合金片依附在硅悬臂梁上。室温时梁是直的。当把梁和附于其上的合金片加热到温度T时,合金的“记忆”被唤醒并试图恢复原来的弯曲形状。合金的弯曲迫使悬臂梁一起变形,由此达到致动效果。这种方式的致动被广泛用在微型旋转致动器、微型关节和机器人、以及微弹簧上。在预置温度T时弯曲的合金片依附在硅悬臂梁上。室温时125第章微传感器和微执行器第章微传感器和微执行器126微传感器的概念微传感器的分类基本敏感原理介绍微传感器的实例微执行器的分类基本致动方式介绍微执行器的实例本章主要内容微传感器的概念本章主要内容127微传感器的概念微传感器:基于MEMS工艺的,能把被测物理量转换为电信号输出的器件,通常由敏感元件和传输元件组成。MEMS微传感器原理框图微传感器的概念微传感器:基于MEMS工艺的,能把被测物理量转128微传感器的概念微传感器的技术指标:量程:测量范围上限值和下限值的代数差。灵敏度:传感器的在稳态下输出变化对输入变化的比值线性度:传感器输出与输入之间的线性程度。分辨率:指在规定测量范围内可能检测出的被测量的最小变化量。重复性:传感器在输入量按同一方向作全量程多次测试时所得特性曲线不一致程度。频响范围:在规定误差条件下,传感器可以正常工作的频率区间。微传感器的概念微传感器的技术指标:129附例:一个微加速度传感器的指标灵敏度:100mV/g量程:50g
频率范围:0.5-8000Hz(±10%)安装谐振点:30kHz分辨率:0.0002g抗冲击:2000g
重量:8mg安装螺纹:M5mm线性:≤1%横向灵敏度:≤5%典型值:≤3%输出阻抗:<150Ω激励电压:18-30VDC典型值:24VDC温度范围:-40~+120℃壳绝缘电阻:>Ω安装力矩:约20-30Kgf.cm(M5螺纹)几何尺寸:四方12mm、高度13.5mm附例:一个微加速度传感器的指标灵敏度:100mV/g130按传感机理分
压阻、压电、隧道、电容、谐振、热对流按物理参数分力(加速度/压力/声)热(热电偶/热阻)光(光电类)电磁(磁强计)化学和生物医学(血糖/电容化学/化学机械)微传感器的分类按传感机理分微传感器的分类131(1)压阻敏感原理
当压力作用在单晶硅上时,硅晶体的电阻发生显著变化的效应称为压阻效应。在外力的作用下,结构中的薄膜或梁上产生应力分布,应力的存在使得压敏电阻的阻值发生变化微传感器的敏感原理(1)压阻敏感原理当压力作用在单晶硅上时,硅晶体132电阻的基本关系式电阻率的变化率电阻的变化率其中,为压阻系数压阻变化的具体过程电阻的基本关系式电阻率的变化率电阻的变化率其中,为压阻系数压133
1)金属电阻的改变主要由材料几何尺寸的变化引起,因此起主要作用;
2)半导体电阻的改变主要由材料受力后电阻率的变化引起,因此起主要作用;
3)半导体的灵敏度因子比金属的高得多,一般在70-170之间。
134压阻式传感器输出信号的检测一般需要采用惠斯通电桥输出电压压阻式传感器输出信号的检测一般需要采用惠斯通电桥输出电压135电容式微传感器的基本结构
(2)电容敏感原理
利用可变电容器作为传感元件,将作用于传感元件上的不同物理量的变化转换为电容值的变化。电容式微传感器的基本结构(2)电容敏感原理利136间隙变化型:改变两极板间隙δ面积变化型:改变形成电容的有效面积A介质变化型:改变两极间介质的介电常数ε平行板电容器的电容为间隙变化型:改变两极板间隙δ平行板电容器的电容为137间隙变化型电容式微传感器利用泰勒级数展开,由麦克劳林公式可得间隙变化型电容式微传感器利用泰勒级数展开,由麦克劳林公式可得138为了提升效率与品质,许多工厂不断引进高性能的设备与系统,但作业现场依然事故频频。究其原因,绝大我数是人为失误,如错误操作、作业条件未确认等到。如果5S活动不好的话,常常是操作盘及仪表脏污,导致数字读错、模具安装失误等行为发生。此种因人为疏忽的事故必须以彻底的5S活动来消灭。4.2如果发生第三方就卖方向买方提供的本合同项下所涉及的货物及服务对买方进行侵权指控,卖方应承担由此而引起的一切经济和法律责任。27.合同文件和资料的使用1.1严格执行岗位技术规范,遵守各项操作规程。杜绝责任事故,预防技术事故。6.5对裸装合同货物应以金属标签注明上述内容,裸装合同货物的装箱单应集中包装,随合同货物发运。____________________________________________________________收款单位:法正项目管理集团有限公司青海分公司17.3如果本标书第二章“前附表”中不允许投标人提交备选方案的,投标人提交的备选方案在评标时不予考虑。在上海和苏州之间,有很多的商人频繁的往返。在过去,从上海浦东机场下飞机以后,旅客如果要赶往苏州,则需要改乘普通大巴。但是,普通大巴采用的行车路线要花费很长的时间,这对于时间就是金钱的商人来说,无疑是难以接受的。后来,根据旅客们的需求,有关部门对环境进行了新的评估,并迅速做出了改善措施:在机场建立快速巴士,直接到达苏州。这样,大大节省了旅客的宝贵时间,旅客感到非常满意。员工在整个服务过程中必须保持精神专注,时刻准备着为顾客服务。举例来说,有些营业场所会有老人光顾。在老人进来的时候,因人而异的服务应该怎样体现呢?精神专注的员工就会注意观察,有的老人行动不便,所以不能走太远。这时候可以在门口附近放置一把椅子供老人使用。这些都是因人而异的服务的技巧。22.3投标文件应准备正本一份和按照本标书第二章“前附表”规定的副本份数,投标文件电子版一份。如果投标文件正本与副本不符,以正本为准;电子文档与文字文件不符,以文字文件为准。投标文件的副本可采用正本的复印件。为确保质量管理体系有效运行,保持体系的适宜性、充分性、有效性和高效率,以及达到预期的目标,应按计划的时间间隔进行管理评审略除高阶无穷小项,得这时传感器的灵敏度和非线性误差分别为为了提升效率与品质,许多工厂不断引进高性能的设备与系统,但作139采用差动电容结构可以大大减小传感器输出的非线性:采用差动电容结构可以大大减小传感器输出的非线性:140(3)隧道电流敏感原理
在距离十分接近的隧道探针与电极之间加一个偏置电压,当针尖和电极之间的距离接近纳米量级时,电子就会穿过两者之间的势垒,形成隧道电流。隧道电流质量块隧道探针输入感应力方向膜隧道电流式微传感器的基本结构(3)隧道电流敏感原理在距离十分接近的隧道探针与141为直流驱动电压,单位为V;为隧道电流,单位为A;为常数,等于;为有效隧道势垒高度,单位为eV;为隧道电极间距,单位为nm。在标准情况下(0.5eV,1nm),隧道电极间距变化0.1nm时,隧道电流改变2倍。利用这个原理,可以设计各种微传感器。∝
隧道电流式微传感器是一种高灵敏度的微传感器,具有噪声小、温度系数小以及动态性能好等特点。为直流驱动电压,单位为V;为隧道电流,单∝142(4)压电敏感原理压电效应:某些物质在沿一定方向受到压力或拉力作用而发生变形时,其两个表面上会产生极性相反的电荷;若将外力去掉时,又重新回到不带电的状态。逆压电效应:在压电材料两端施加一定的电压,材料会表现出一定的形变(伸长或缩短)。(4)压电敏感原理压电效应:某些物质在沿一定方向受到压143微传感器和微执行器培训课件144压电材料的特性常常用电荷灵敏度系数来表示电荷灵敏度系数:沿i轴在材料表面产生的电荷与沿j轴所加的力F的关系得出两金属板间的电压差压电材料的特性常常用电荷灵敏度系数来表示得出两金属板间的电压145(5)谐振式敏感原理当加速度计连接的外壳的振动频率接近器件的固有频率时,共振就会发生;也就是β=ω/ωn→1.0。检测质量在这个频率下振幅达到峰值。对微加速度计而言,器件在这一频率提供了最灵敏的输出。这种振动测量器件在共振频率处的峰值灵敏度的优势已经在微传感器设计中被利用。(5)谐振式敏感原理当加速度计连接的外壳的振动频率接近器146Howe[1987]发展了一个分析承受纵向力的振动梁在模态1时的固有频率的理论Howe[1987]发展了一个分析承受纵向力的振动梁在模147微传感器和微执行器培训课件148(6)热对流式敏感原理
向加热元件施加一定的热功率,加热元件周围形成温度场,流体流动使温度场发生变化,分别位于上下游的检测元件之间就会产生温差。被测流体的质流量与加热件上下游端的温度差T之间的关系为:P:加热功率,J:热功当量cp:被测流体的定压比热(6)热对流式敏感原理向加热元件施加一定的热功率,加149微传感器和微执行器培训课件15023.2为方便开标唱标,投标人应将开标一览表、优惠声明放在一起,单独密封,并在信封上标明“开标一览表”字样。善用会议与激励(10) 业主仅提供检修维护中必须的、随机配备的专用工具,其余工具均由承包方自备。业主不负责提供热工及电气计量室内仪器仪表、常规金属室内设备、热试设备和仪器、高压试验设备和仪器,以上仪器仪表均由承包方自备。41.签订合同在作业现场彻底推动5S活动,使员工对于安全用电、确保消防通道畅通、配戴安全帽、遵守搬运物品的要点养成习惯,建立有规律的作业现场,那么安全事故次数必定大大降低。11.4买方在卖方按合同规定交货或安装、调试后,无正当理由而拖延接收、验收或拒绝接收、验收的,应承担由此而造成的卖方直接损失。依据《中华人民共和国招标投标法》、《中华人民共和国政府采购法》和《评标委员会和评标方法暂行规定》,结合项目特点,评标严格按照招标文件的要求和条件进行。“公平、公正、择优、效益”为本次评标的基本原则,评标委员会将按照这一原则的要求,公正、平等地对待各投标人。同时,在评标时恪守以下原则:3、删除资料:从基础资料列表中选择一个准备删除的资料,然后单击【-】,再单击【保存】按钮,则相应的资料将被彻底删除。如果没有单击【保存】按钮而直接单击【退出】按钮,则放弃删除该基础资料的操作;产管理专业知识;5.2年度的考核结果,应付款项应于下一年【2】月【10】日之前确定并结算。季度(包括月度)的考核结果,应于下个季(月)度的【5】日之前确定并结算。传感器类型测量范围精度频响线性度信号处理电路结构工艺技术成熟性压阻式大中高较好简单电桥电路简单好电容式小高中较好高灵敏度的开关电容或电桥电路复杂差谐振式小高中较好宽频带闭环谐振回路复杂差压电式大低高较好电荷放大器简单好隧道式小高高较差高灵敏度电流检测电路复杂差热对流式大中低一般热敏电阻电桥简单差各种敏感原理特点比较23.2为方便开标唱标,投标人应将开标一览表、优惠声明放151各种敏感原理的优缺点优点缺点静电敏感材料简单需要较大的器件尺寸以得到足够大的电容较低的工作电流与工作电压信号读出电路复杂响应速度快对微粒与湿度敏感热敏感材料简单相对较大的功耗省去了可动部件相对静电敏感响应速度较慢压阻敏感高灵敏度需要硅掺杂工艺以获取高性能的压敏电阻材料简单(金属应变计)对环境温度变化敏感压电敏感电信号自产生能力,无需外加电源材料生长和制造工艺流程复杂,不能在高温条件下工作各种敏感原理的优缺点优点缺点静电敏感材料简单需要较大的器件尺152微传感器的实例(1)——力学微加速度传感器微陀螺仪微压力传感器微麦克风微传感器的实例(1)——力学微加速度传感器微陀螺仪微压力传感153微加速度传感器主要用于测量物体运动过程中的加速度:过载、振动和冲击压阻式、电容式、压电式、隧道电流式微加速度计。微加速度传感器主要用于测量物体运动过程中的加速度:过载、振动154压阻式挠度应力一阶固有频率阻尼比压阻式挠度应力一阶固有频率阻尼比155压敏电阻空隙玻璃盖板质量块导电胶引线第一个微加速度计的剖面结构示意图压敏电阻空隙玻璃盖板质量块导电胶引线156美国ICSensor公司生产的压阻式加速度计美国ICSensor公司生产的压阻式加速度计157电容式悬浮支架加速度固定支架导电电极衬底质量块)垂直敏感电容微加速度计结构固定支点加速度悬浮支架质量块感应叉指b)水平敏感电容微加速度计结构电容式加速度计的不同敏感电容电容式悬浮支架加速度固定支架导电电极衬底质量块)垂直敏1581)平行板电容式微加速度计“三明治”结构电容式微加速度计结构硅玻璃玻璃硅硅平行板结构电容式微加速度计虽然具有较高的灵敏度,但是其制作需要腐蚀、组装、键合等多种工艺,过程复杂,无法与硅平面工艺兼容,难以实现批量化、低成本生产。1)平行板电容式微加速度计硅玻璃玻璃硅硅平行板结构电1592)梳状电容式微加速度计挠性梁定齿基底位移定齿立柱敏感质量C1C22)梳状电容式微加速度计挠性梁基底位移立柱敏感质量C1C160
梳状结构的电容式微加速度计一般采用叉指结构,属于硅材料线加速度计,其结构加工工艺与集成电路加工工艺兼容性好,可以将敏感元件和信号调理电路用相同的工艺在同一硅片上完成,实现整体集成。梳状结构的电容式微加速度计一般采用叉指结构,属于硅材料线161隧道电流式
隧道式微加速度计,通常有悬臂梁式、多梁支撑式和扭摆轴式等几种结构悬臂梁隧道针尖悬臂梁式隧道效应微加速度计隧道电流式隧道式微加速度计,通常有悬臂梁式、多梁支撑式和扭162检测质量电极扭转铰链检测质量可变电极挤压膜阻尼孔氮化层悬臂梁隧道针尖Stanford大学的双悬臂梁式隧道效应加速度计检测质量电极扭转铰链检测质量可变电极挤压膜阻尼孔氮化层悬臂梁1634、《优秀团员、青年入党积极分子推荐表》应用钢笔或签字笔书写,内容不可复印。团支部推荐意见一栏,规范填写为:“xx年xx月x日召开支委会,应到x人,实到x人,经举手表决,x人(一致)同意推荐该同志为入党积极分子。5.2.5各部门要将所选定的统计方法及其使用情况写成书面报告,包括有关建议、意见,报告统计主管部门;日本的服务是举世公认的。在送客的礼仪方面也有独到之处,表现得谦和有礼。有一批企业家去参观日本工厂,参观结束后坐大巴离开时,工厂的领导、员工等等都在门口恭送客人。每个人都是90度的鞠躬,很有礼貌。服务品质的管理也是有技术的,要讲究方式方法。在同一街道相互临近的位置,坐落着两家自助餐厅A和B,这两家自助餐厅都期望能够通过顾客填写意见调查表,来了解顾客对服务是否满意。但是,由于他们采用的方式不同,产生的效果也就不相同。餐厅A把调查表悬挂在墙上,大部分消费者在用餐后离开时才能看到,多数不可能重新返回填写意见,因此调查实际上无法落实。6、压力管道的使用及维护以下通过一些知名企业的实际案例进行分析,旨在强调服务意识的重要性和培养技巧,讲述重视企业的服务和人才培训的方法。【自检】4.1卖方应保证买方在使用本合同项下货物或货物的任何一部分时免受第三方提出的侵犯其专利权、商标权、著作权或其它知识产权引起的一切索赔和诉讼。优美的坐姿应该让人觉得安详舒适,端庄稳重。正确的坐姿是上半身挺直,两肩放松,下巴内收,脖子挺直,胸部挺起,双膝并拢,双手自然地放于双膝或椅子扶手上。在回答顾客询问的时候,应站立或身体微微前倾,体现出对顾客的尊重和服务的诚意。2.心理性的满足1.情景体验的方法(2)销售报表:包括销售开单汇总表、销售开单明细表、商品销售流向表、滞销商品明细表、销售收款明细表、员工提成明细表、委托代销明细表、商品销售流水帐;压电式微加速度计
压电式微加速度计具有测量范围宽、启动快、功耗低、直流供电、抗冲击振动、可靠性高等显著优点,在惯性导航系统中有着广泛的应用。敏感轴方向压电晶体壳体敏感质量压电式微加速度计原理示意图m4、《优秀团员、青年入党积极分子推荐表》应用钢笔或签字笔书写164微陀螺仪利用振动质量块被基座(仪表壳体)带动旋转时的哥氏效应来敏感角速度,具有成本低、体积小、重量轻、可靠性高、可数字化及可重复大批量生产等优点。线驱动式微陀螺仪
角驱动式微陀螺仪微陀螺仪利用振动质量块被基座(仪表壳体)带动旋转时的哥氏效应165线振动(音叉式)微陀螺仪线振动(音叉式)微陀螺仪166角振动式微陀螺仪
角振动式微陀螺仪167微压力传感器压力传感器是测量压力的传感器件,是使用极为广泛的一种传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、精度高,动态特性好,耐腐蚀、零位小等优点常见的微压力传感器有三种:压阻式、电容式和压电式微压力传感器微压力传感器压力传感器是测量压力的传感器件,是使用极为广泛的168压阻式硅薄膜焊盘P型扩散压阻金属导体N型外延层P型衬底玻璃衬底腐蚀腔压阻式微压力传感器结构压阻式硅薄膜焊盘P型扩散压阻金属导体N型外延层P型衬底玻璃衬169氮化硅多晶硅环境应力径向应力压敏电阻参考压力外加压力
压阻式绝对压力传感器氮化硅多晶硅环境应力径向应力压敏电阻参考压力外加压力压阻式170电容式
这种类型的微压力传感器以半导体薄膜为敏感元件,通常由上下电极、绝缘层和衬底构成东京大学接触电容式压力传感器结构薄膜硅硅薄膜上键合点上键合点衬底上键合点绝缘层电极玻璃衬底电容式这种类型的微压力传感器以半导体薄膜为敏感元件,通常171谐振式在梁和偏转电极之间施加很小的微伏级的电压信号就可使梁共振,由梁上的压敏电阻提供反馈。施加在下层晶片薄膜上的压力增加了共振梁的张力,就象调紧吉他弦一样,这就增加了它的共振频率。谐振式在梁和偏转电极之间施加很小的微伏级的电压信号就可172微型麦克风微麦克风测量的是声压,要求灵敏度高,频带宽。瑞士电子与微技术公司所制作的电容式微麦克风,利用体硅工艺制作,重掺杂自停止形成敏感膜和有孔固定电极。微型麦克风微麦克风测量的是声压,要求灵敏度高,频带宽。瑞173微传感器的实例(2)——光学光学传感器的原理
电子吸收光子,从而向高能级跃迁。能级跃迁的类型:
1)物体从价带向导带跃迁——光伏效应2)物体从导带向价带跃迁——光电效应3)向稳定能级的跃迁——双折射,克耳与光电效应
4)跃迁到中间能级态和返回到基态5)其它类似激子的结构(电子和空穴形成了具有一系列显著能级、类似氢的分子)。微传感器的实例(2)——光学光学传感器的原理电子吸收光子174当入射光光子的能量大于被照射材料的逸出功时,就有光电子发射,称为外光电效应。利用这种效应制成的传感器有真空光电管、光电倍增管等。当物体受光照射后,其内部原子释放出电子,但这些电子并不逸出物体表面仍留在内部,使物体的电阻率发生变化或产生光电动势的现象称为内光电导效应。前者称为光电导效应,后者称为伏打效应。当入射光光子的能量大于被照射材料的逸出功时,就有光电子发射,175利用半导体光电导效应可制成光敏电阻其基本原理是辐射时半导体材料中的电荷载流子(包括电子和空穴)的增殖使其电阻率发生变化。光中的光子和固体中吸收光的电子的相互作用原理在量子物理学中已经比较完善。微光学传感器已经可以测量出光的强度。具有强光电效应的固态材料可用作这种传感材料。利用半导体光电导效应可制成光敏电阻光中的光子和固体中吸收光的176如图所示,当透光性较强的半导体基体A接受光子能量后,两光敏电阻的连接处可产生电势。产生的电势可以通过电桥电路中电阻的改变测量出来。如图所示,当透光性较强的半导体基体A接受光子能量后,两光敏电177一种特殊的材料,当有光照时其自身电阻会发生变化。一种特殊的材料,当有光照时其自身电阻会发生变化。178图中的光电二极管由p型和n型掺杂的半导体层组成图中的光电二极管由p型和n型掺杂的半导体层组成179图中的光电子管由p-、n-和p-掺杂层组成。入射的光子能量可以被转换成从这些器件中输出的电流。图中的光电子管由p-、n-和p-掺杂层组成。入射的光子能180
热电偶是测量热的最常用的传感器工作原理:依靠两个不同金属线的末端产生的电动势,此电动势在两个导线的交节点(称为节点)被加热的情况下产生。热电偶传感器微传感器的实例(3)——热学热电偶是测量热的最常用的传感器热电偶传感器微传感器的实例181热电偶热电偶182热电偶原理微温度传感器的一个严重缺点:输出信号随着线和节点的尺寸的减小而降低。微热电堆是小型化热传感更理想的解决方案。热电偶原理微温度传感器的一个严重缺点:输出信号随着线和节点的183Choi和Wise在1986年研制的微热电堆Choi和Wise在1986年研制的微热电堆184热双层片传感器
对于传感和执行而言,热双金属片效应是很常用的方法。这种效应可将微结构的温度变化转变为机械梁的横向位移。图热双金属片弯曲()热双层片传感器图热双金属片弯曲()185微型磁强计定义:利用MEMS技术制作的,把
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