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在已知的材料中探索新的现象、效应和反应,然后使它们能在传感器技术中得到实际使用。探索新的材料,应用那些已知的现象、效应和反应来改进传感器技术。在研究新型材料的基础上探索新现象、新效应和反应,并在传感器技术中加以具体实施。现代传感器制造业的进展取决于用于传感器技术的新材料和敏感元件的开发强度。传感器开发的基本趋势是和半导体以及介质材料的应用密切关联的。表1.2中给出了一些可用于传感器技术的、能够转换能量形式的材料。
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柔性传感器若想要广泛应用,要解决低压下的运行(跟当前移动设备中的电池匹配),压力测量的广度以及多维度的测量问题。另外,传感器本身也应该具备可以廉价生产的特点。而以列理工的这项技术恰恰具有这些特质,其秘诀在于他们在传感器顶部铺制了一层5-8纳米的颗粒。这层颗粒由金纳米粒子和其外围一层叫做“配体”的连接分子构成。Haick解释道,它们的结构就像以金纳米粒子或其他金属粒子作为花蕊,而将“配体”作为花瓣一样。研究小组发现,当你把这些颗粒铺在一层PET基质上时——其合成后的产物在折叠时将发生导电性的变化(折叠或弯曲使得一些纳米颗粒靠近,从而加快电子在它们之间的传递)。这一属性意味着传感器可以检测较大范围的压力。
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线性度:指传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度。定义为在全量程范围内实际特性曲线与拟合直线之间的大偏差值与满量程输出值之比。灵敏度:灵敏度是传感器静态特性的一个重要。其定义为输出量的增量与引起该增量的相应输入量增量之比。用S表示灵敏度。迟滞:传感器在输入量由小到大(正行程)及输入量由大到小(反行程)变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象成为迟滞。对于同一大小的输入信号,传感器的正反行程输出信号大小不相等,这个差值称为迟滞差值。
高温环境对传感器造成涂覆材料熔化、焊点开化、弹性体内应力发生结构变化等问题。对于高温环境下工作的传感器常采用耐高温传感器;另外,加有隔热、水冷或气冷等装置。粉尘、潮湿对传感器造成短路的影响。在此环境条件下应选用密闭性很高的传感器。不同的传感器其密封的方式是不同的,其密闭性存在着很大差异。常见的密封有密封胶充填或涂覆;橡胶垫机械紧固密封;焊接(氩弧焊、等离子束焊)和抽真空充氮密封。从密封效果来看,焊接密封为佳,充填涂覆密封胶为差。对于室内干净、干燥环境下工作的传感器,可选择涂胶密封的传感器,而对于一些在潮湿、粉尘性较高的环境下工作的传感器,应选择膜片热套密封或膜片焊接密封、抽真空充氮的传感器。在腐蚀性较高的环境下,如潮湿、酸性对传感器造成弹性体受损或产生短路等影响,应选择外表面进行过喷塑或不锈钢外罩,抗腐蚀性能好且密闭性好的传感器。电磁场对传感器输出紊乱信号的影响。在此情况下,应对传感器的屏蔽性进行严格检查,看其是否具有良好的抗电磁能力。