嵌入可動電極的微慣性傳感器的設計

MEMS電容式微慣性傳感器因其具有尺寸小、靈敏度高、穩(wěn)定性好、溫度漂移小、功耗低、很好的工作在力平衡模式下等等優(yōu)點，在軍事、汽車工業(yè)、生物醫(yī)學、消費電子、慣性導航等領域得到廣泛的應用。 本首先分析了電容式微慣性傳感器的測量控制原理和系統(tǒng)動態(tài)模型，并在此基礎上通過三個方面設計出新型嵌入橫向可動電極的微慣性傳感器，分別是：支撐梁結構、微執(zhí)行器結構和檢測電容結構。通過分別對以上三方面不同結構模型的分析對比，在傳感器設計中選用U形梁結構作為傳感器的支撐梁，電磁執(zhí)行器作為驅動力，梳柵結構作為檢測電容結構。它們通常用于健身跟蹤應用、可佩戴式產(chǎn)品、計算系統(tǒng)、數(shù)據(jù)記錄器和汽車應用。

其中為了克服深反應離子刻蝕關于深寬比不能做大的限制和降低噪聲，詳細介紹了電磁驅動增大傳感器初始檢測電容的工作原理，通過嵌入可動電極和電磁驅動作用減小電容間隙，結果表明，電磁驅動使得傳感器的電容間隙減小4μm，初始檢測電容由1.28pf增大到6.4pf。 根據(jù)以上理論分析和參數(shù)設計，給出了新型電容式微慣性傳感器的整體結構模型，并利用有限元軟件Ansys進行。結果表明所設計的傳感器在非敏感方向上梁的剛度較大，軸向交叉效應得到了有效抑制；傳感器的靜態(tài)位移靈敏度為0.659μm/g，施加電磁驅動前后的電容靈敏度分別為0.15pf/g和0.192pf/g，增大為原來的1.28倍；磁電阻效應是對于一些磁性材料，當施加外磁場時，材料的電阻會發(fā)生變化的效應。同時應力分析結果表明，傳感器能夠抵擋1000g的加速度信號的沖擊而不被損壞。之后利用電磁分析軟件ANSOFT-Maxwell分析了邊緣效應對傳感器性能的影響，表明小尺寸的傳感器電容的邊緣效應不可忽略。

陶瓷壓力傳感器

抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒有液體的傳遞，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個惠斯通電橋（閉橋），由于壓敏電阻的壓阻效應，使電橋產(chǎn)生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號，標準的信號根據(jù)壓力量程的不同標定為2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以和應變式傳感器相兼容。通過激光標定，傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時間穩(wěn)定性，傳感器自帶溫度補償0 ～70℃，并可以和絕大多數(shù)介質直接接觸。由于貼合TMR器件與超導磁放大器的低溫膠過厚導致TMR—超導磁放大器間距過大(50μm)，使得TMR/超導復合式磁傳感器的靈敏度、探測精度較GMR/超導復合式磁傳感器、SQUID等器件仍有明顯差距。

陶瓷是一種公認的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動的材料。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達-40 ～135 ℃，而且具有測量的、高穩(wěn)定性。電氣絕緣程度2kV，輸出信號強，長期穩(wěn)定性好。

溫濕度傳感器

氣象傳感器是一種信息檢測裝置，它可以將檢測到的測量信息按照一定的規(guī)則轉換成電信號或其他信號，并以所需的形式輸出，以滿足信息傳輸、處理、存儲等要求。如今，各種新型氣體傳感器也為該行業(yè)的發(fā)展提供了巨大的幫助，其中溫濕度傳感器在小型氣象監(jiān)測中發(fā)揮著至關重要的作用。藍寶石系由單晶體絕緣體元素組成，不會發(fā)生滯后、疲勞和蠕變現(xiàn)象。

我們都知道農(nóng)作物生產(chǎn)與氣候條件密切相關，如合理的光照度、適當?shù)臏貪穸鹊仁怯绊懫湔ＩL的重要因素，所以說合理的監(jiān)測有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。下面工采網(wǎng)分別從溫度與濕度兩個方面來說一下對作物生長的影響：

溫度對植物生長的影響：

溫度對植物生長的影響是綜合的，它不僅影響光合作用、呼吸、蒸騰等代謝過程，還通過影響有機物合成和運輸?shù)却x過程影響植物生長。它也可以直接影響土壤溫度、氣溫，同時通過影響水和肥料的吸收和運輸來抑制作物生長。

濕度對植物生長的影響：

空氣相對濕度或飽和差是影響植物吸水和蒸騰的重要因素之一。影響濕度的因素主要取決于水蒸氣來源、和空氣保持水蒸氣的能力。相對濕度的飽和差會限制某些植物花藥開裂、花粉傳播和萌發(fā)時間，從而影響植物的授粉和受精。濕度也與農(nóng)作物病蟲害的發(fā)生密切相關。例如，高濕度很容易導致小麥銹病和其他疾病的流行。在迭代形式的多傳感器PHD(IteratedcorrectorPHD,IC-PHD)濾波中,跟蹤結果的好壞主要取決于后一個更新傳感器的檢測概率。