senzori noi

of 44 /44
Noi tipuri de senzori si traductoare Prezentare generală

Author: gelu2001

Post on 22-Jun-2015

1.960 views

Category:

Documents


4 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • 1. Noi tipuri de senzori sitraductoarePrezentare general

2. Evoluia din ultimul timp a electronicii i a circuitelorintegrate a oferit noi posibiliti pentru multe aplicaiipractice i a condus la noi descoperiri n domeniulsenzorilor. Au aprut noi materiale i noi principii de realizare, Senzorii devin din ce n ce mai performani, Condiionerul i senzorul sunt integrai mpreun naceeai component, Dimensiunile miniaturale au devenit ceva obinuit. n asociere cu un DSP specific i adesea cu unservomecanism, se obine un traductor inteligent ce poatefi utilizat direct n sistemele distribuite de msurare. 3. Direciile principale de dezvoltare n domeniul senzorilor sunturmtoarele: mrirea preciziei, a fineei senzorilor i a interanjabilitii acestora; au aprut noi semiconductoare, aliaje speciale, ceramici i polimeri, principii noi pentru senzori prin folosirea tehnologiilor straturilor subiri sau a straturilor groase i n general tehnicile microelectronicii i ale optoelectronicii, se folosete microinformatica utilizndu-se toate resursele moderne de procesare a semnalelor, pentru a concepe noi senzori, se utilizeaz posibilitile oferite de calculator: proiectare asistat, modelarea i simularea prealabil; noile domenii de investigare tiinific i de dezvoltare tehnologic creeaz noi necesiti n special n medicin, n protecia mediului, n domeniul automobilelor, al biochimiei i al chimiei organice fine domeniul microelecronicii nsui necesit pentru dezvoltarea proprie, mijloace de control din ce n ce mai sofisticate implementarea de reele industriale impune dezvoltarea traductoarelor inteligente a cror interoperabilitate i mentenabilitate sunt mult sporite 4. Se pot distinge cteva tehnologii noi utilizate pentru realizarea de noisenzori: senzori ce utilizeaz tehnologia siliciului microprelucrat; tehnologia senzorilor cu straturi subiri (thin-film); tehnologia senzorilor bazai pe straturi groase (thick-film); tehnologia senzorilor cu fibre optice. 5. 1. Microtraductoare bazate pe tehnologia siliciului Exploatarea masiv a tehnicilor microelectronicii permite realizarea pe obucat de siliciu a unor senzori noi, de dimensiuni foarte mici, ce pot firealizai n serie mare, n producie de mas, la un pre sczut, cucaracteristici reproductibile. Permit integrarea pe acelai cristal a circuitelor electronice necesare, Proprietile mecanice ale siliciului (Si) sunt foarte favorabile. El are: o rezisten la efort mai mare ca oelul (7.10 9N/m2 fa de 4.109N/m2) modul de elasticitate foarte asemntor (1,9.10 11N/cm2 fa de 2,1.1011N/cm2) densitatea mai mic dect aluminiu (2,3g/cm 3 fa de 2,7g/cm3) conductivitate termic mai ridicat dect a oelului (1,57W/cm oC fa de0,97W /cmoC). Aceste tehnologii permit integrarea unor funcii noi, care astfel ar necesitacircuite electronice anexe. Procedeele tehnologice utilizate pentru microprelucrarea siliciului, cananolitografierea sau depunerea de straturi de Si anizotrop pe cristal,permit realizarea de dimensiuni spaiale de ordinul a 0,011m. 6. 1.1. Accelerometru integrat n siliciu Se compune dintr-o lam de grosime 515m decupat de substratul de Sii ncastrat la un singur capt. La cellalt capt al lamei exist o mas seismic de 200 m lime, maimare ca lama, care constituie elementul sensibil la vibraii. Se poate aduga, prin depunere, un strat de aur sau alt element greu pentrua schimba masa vibrant. Vibraia acestei mase poate fi detectat cu un element sensibilpiezorezistiv, capacitiv sau optic. Frecvena de rezonan a unui astfel desenzor este de cteva sute de Hz. Gama uzual de msurare poate fi modificat n limite largi schimbnddimensiunile i masa vibrant ntre 5g i 100 g (g - acceleraiagravitaional). 7. Fig.1. Traductor de acceleraie integrat pe un cip de Si.a) vedere de sus, b) seciune transversal 8. 1.2. Senzori de temperatur ce utilizeaz siliciul. Se cunosc dou tipuri de senzori de temperatur ce utilizeaz camaterial siliciul: senzori termorezistivi, senzori cu jonciune. a)Senzori termorezistivi cu Si. Ei utilizeaz dependena de temperatur a circulaiei purttorilor de sarcin.Rezistena spaial dintre un electrod cu diametrul d