实现光生折射率变化量直接测量的新方法

来源 :第六届全国敏感元件与传感器学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huangshuhui1983
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在光纤光栅的制造技术中,对于折射率的变化量,一直是延用根据光栅的反射率间接推算的方法来得到。研究人员利用半导体激光器线性调频技术与光程差不为零的Mach-Zehnder干涉仪结合,构成调频连接波(Frequency Modulation Continuous Wave:FMCW)外差干涉仪,实现了对光生折射率变化量的快速、高精度测量。
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该文根据压力-温度多功能传感器信号输出的特点,研制出了与压力-温度多功能传感器相配套的智能化压力-温度测量仪表。仪表以单片杨为核心,可在全量程的温度范围(0~200℃)内对压力敏感元件随温度变化而产生的零漂及灵敏度漂移进行补偿。从而可以在较高温的环境下实现对压力的精确测量。仪表能够实时的显示温度和压力测量的结果,并具有和PC通信的功能。
采用厚膜工艺将厚膜NTC热敏电阻和高分子湿敏电阻制作在同一基片上构成一体温湿度传感器,它具有体积小、响应速度快、测试精度高和易于集成化等特点。该文介绍了该传感器的设计原理、制作工艺、温湿度特性及影响因素,讨论了根据湿度传感器的温度漂移来调整负热敏电阻的参数,对湿度传感器进行温度补偿,从而提高了湿度测量精度。
该文给出了将IC工艺与LIGA工艺相结合,在硅基材料上以镍金属为结构材料制作高性能微加速度传感器的研究结果。由于采用了金属材料,器件在较小的尺寸下可获得较高的灵敏度。采用特殊的结构形式,可使器件处于最佳阻尼状态。制作过程主要包括厚胶光学光刻,淀积电镀种子层,电化学淀积牺牲层、X射线掩模制作、X射线曝光等。
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用聚偏氟乙烯-三氟乙烯[P(VDF-TrFE)]薄膜作16×1集成热释电线性阵列的敏感膜,经退火和70KV/mm场强极化反测得其相对介电常数为12.6,介电损耗tanδ约0.01。为了降低热导和热容,提高探测器的探测灵敏度,用化学腐蚀法完全去除了线性阵列下方的硅衬底,形成悬空结构。
为了改善纳米BaTiO湿敏元件的耐水性能,采用了两种方法。一是在元件感湿膜上涂由乙基纤维素构成的防水保护膜,二是用高分子湿敏材料与纳米BaTiO混合,制成复合材料湿敏元件。这两种方法不仅改善了纳米BaTiO的耐水性能,而且使感湿膜与衬底的结合更牢固。将两种方法结合使用效果更好。
纳米TiO掺杂制备ZnO压敏电阻,由于纳米TiO具有较好的分散性、比表面积大,活性大,改善了烧结特性,更能促进晶粒长大。与微米TiO掺杂相比,压敏电压降低26℅。设计达到某一压敏电压值,纳米TiO掺杂量仅为微米TiO掺杂量的60℅。纳米TiO掺杂ZnO压敏电阻参数性能优于微米TiO掺杂。
微结构气敏传感器是利用微电子、微机械和薄膜等技术制作的新一代气敏元件。该文报道有限元方法在膜片型微结构气敏传感器设计中的应用。结果表明,有限元方法可用于模拟膜片上的温度分布和器件功耗,对器件结构设计有很好的指导作用。
在作者多年从事气体,湿度敏感材料,气敏传感器等研究实践的基础上参考有关文献资料对纳米气敏材料的制备,烧结,气敏传感器性能的制约关系,应用和发展作了简要的介绍。
利用液相掺Sb的化学共沉淀方法制备了SnO-Sb纳米微粉,以其为气敏基体材料加入一些适量的掺寻研磨成气敏浆料,涂于带有Pt膜电极的硅衬底片上,经700℃焙烧制成气敏元件,对H、CHOH、NH等比较敏感。用NHVO 1.5wt℅的溶液含浸该元件,可改善元件对NH的选择性。