《传感器检测技术》课件——第8章 智能检测技术.pptxVIP

传感器与检测技术

微传感器辐射与波式传感器

微传感器微传感器完整的MEMS是由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统其目标是把信息的获取、处理和执行集成在一起，组成具有多功能的微型系统，集成于大尺寸系统中，从而大幅度地提高系统的自动化、智能化和可靠性水平。MEMS系统的突出特点是其微型化，涉及电子、机械、材料、制造、控制、物理、化学、生物等多学科技术，其中大量应用的各种材料的特性和加工制作方法在微米或纳米尺度下具有特殊性（“微纳传感器”）MEMS传感器的优良性能和优越的性价比使其在国防、汽车、航空航天、分析化学、生物、医疗、智能手机、可穿戴设备等方面得到广泛应用，将取代传统的传感器而占有很大的市场份额。MEMS传感器作为国际竞争战略的重要标志性产业，以其技术含量高、市场前景广阔等特点备受世界各国的关注

微传感器微传感器的发展现状国外MEMS技术的发展已经有30余年的历史,形成3种类型的生产规模:大型企业年产100万只以上；中等规模年产在1万～100万只；一些研究所年产1万只以下。美国在2cm×2cm×0.15cm的体积内，制造了由3个陀螺和3个加速度计组成的微型惯性导航系统。该系统的质量为5g，体积与小型惯性导航系统相比大为减小?近年来，国内MEMS工艺和新型传感器的研究不断深入和扩展，开发成功并形成产品的是压力传感器、加速度传感器、微型陀螺以及各种微执行器、微电极、微流量计、军用微传感器。工艺设备国内大部分依靠进口，投资和运行成本比较高2017年，瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH）开发出一款用于测量温度的可进行生物降解的微型生物传感器－“食联网”。这种传感器只有16微米厚，比人类头发（100微米）要薄许多，且只有几毫米的长度，总重量不超过1毫克。作为微传感器的必威体育精装版发展方向之一，纳米传感器正在兴起（1纳米是1米的10亿分之一，相当于一根头发直径的8万分之一）。据推测，人类社会即将进入“后硅器时代”,纳米传感器将成为主流

微传感器第一节MEMS传感器MEMS传感器具有一系列的优点:体积小，重量轻01性能好03易于批量生产，成本低04提高传感器的智能化水平。06能耗低。02便于集成化和多功能化05

微传感器第一节MEMS传感器典型的MEMS示意图

微传感器第一节MEMS传感器二、加工技术硅具有极优越的机械和电性能，因此微传感器多由硅加工而成。主要的技工技术：光刻电铸注塑技术(LIGA)技术实践技术技术技微加工技术表面微加工技术键合技术

微传感器常用微加工工艺及设备

微传感器三、应用举例1.热电堆微传感器热电堆就是将多个热电偶串联起来构成的一种温度传感器或红外光探测器。热电堆的输出电压（输出温差电动势）是多个热电偶的输出电压之和。为了提高灵敏度和响应速度，热电堆光电探测器往往采用薄膜来制作。热电堆光电探测器通常都放置于真空中或者惰性气体中。

微传感器三、应用举例图13-2热电堆截面图图13-3热电堆元件封装图

微传感器2.单悬臂梁压阻式加速度微传感器图13-4单悬臂梁压阻式加速度微传感器结构原理图

微传感器2.单悬臂梁压阻式加速度微传感器图13-5单悬臂梁压阻式加速度微传感器的制作工艺过程

1CCD视觉传感器辐射与波式传感器

1CCD视觉传感器哈苏3900万像素数码单反相机

1CCD视觉传感器PMT视觉传感器PMT是最早出现的视觉传感器，从上世纪五十年代发展到现在，技术已经非常成熟，是目前性能最好的传感器。PMT就像一个圆柱体小灯泡，直径约一寸，长度约二寸；内置多个电极，将进入的光信号转化为电信号，即使很微弱的光线也可准确补捉。类似小灯泡的传感器“PMT”

1CCD视觉传感器CCD视觉传感器CCD是美国贝尔实验室于1969年发明的，与电脑晶片CMOS技术相似，也可作电脑记忆体及逻辑运作晶片。CCD是一种特殊的半导体材料，由大量独立的感光二极管组成，一般这些感光二极管按照矩阵形式排列(富士公司的SuperCCD除外)。CCD的感光能力比PMT低，但近年来CCD技术有了长足的进步，又由于CCD的体积小、造价低，所以广泛应用于扫描仪、数码相机及数码摄像机中。目前大多数数码相机采用的视觉传感器都是CCD。

CCD视觉传感器的应用辐射与波式传感器

CCD视觉传感器的应用

CCD视觉传感器的应用固态视觉传感器的用途(1)组成测试仪器可测量物位、尺寸、工件损伤等；(2)作为光处理装置的输入环节。例如：用于传真技术、光学文字识别技术以及图象识别技术、传真、摄像等方面；(3)作自动装置中的敏感器件。例如：可用于机床、自动售货机、自动搬运车以及自动监视装置等方面；(4)作为机视