薄膜传感器的应用课件.pptxVIP

薄膜感測器的應用一、概述液晶顯示器（LCD）特點：優點：功耗低、平面、體輕、無輻射。缺點：低溫特性差（反應時間長）。反應時間與液晶盒兩端電壓以及材料的粘度有關，而二者又與溫度有關。在0度以下，反應時間會大大降低，使顯示遲緩。最佳解決方法：控制液晶盒的溫度恒定。

反應時間與溫度的關係：

二、溫度的測量控制液晶盒的溫度恒定-熱加固測溫方法：選用Pt薄膜熱電阻為感測器，其特點：1）體積小2）動態回應好，精度高，穩定性好。測量電路採用電流放大型電橋電路。

若R1=R2=R3=R；電阻相對變化率δ=△R/R0則：Uo=RfUδ/2R（δ＜＜1，R＜＜Rf）（8-34）

Pt100的參數見下表

在(-20~20℃)以外,δ較大,則:非線性測量誤差:RfUδ2△Uo=---------------(8-35)2R(δ+2)e1=△Uo/Uo×100%=δ/(δ+2)×100%例:R=100;Rf=1k;U=1.5V;則:在(-40~40℃)內,非線性誤差小於0.07V.實際系統中,根據式8-34計算結果列表,存在電腦記憶體中,根據測量的結果Uo查表得到溫度值.

三、數據融合測量結果具有等精度的正態分佈特性。一般的提高測量結果準確性的方法：1）中值濾波2）平均值濾波3）遞推濾波這裏介紹基於多感測器測量的算術平均值與遞推估計的數據融合方法。

設6支感測器（S1~S6），測量溫度對應的電壓值為U1~U6。分為兩組：1組：U1，U2，U3平均值ū1=（U1+U2+U3）/3（8-37）2組：U4，U5，U6平均值ū2=（U4+U5+U6）/3（8-38）則各組的均方根誤差分別為σ1和σ2，見書中式8-39，8-40。測量結果的數據融合值Uo為：

σ22σ12Uo=------------ū1+-----------ū2（8-41）σ12+σ22σ12+σ22基於上述數據融合的測量結果，可達到較精確的測量結果。結合控制理論（如PID、模糊控制），可以對液晶屏的溫度進行很好的控制。

控制結果曲線：

作業：1.薄膜感測器的特點及製造工藝2.薄膜熱感測器種類3.影響薄膜應變片穩定性的兩個主要因素.4.影響薄膜氣敏感測器特性的兩個主要因素.

第十章新型感測器在幾何量測量中的應用尺寸、面型、位置等。本章介紹3個例子。第三節光學表面疵病度的測量對於光滑表面，疵病是影響品質的重要因素（如：矽片、光碟、光學元件）。國家標準：10級。

檢測方法分三類：1）肉眼檢測：最常用，但有缺陷。2）散射法：利用疵病自身光散射特性，但不能很好反映疵病的面積尺寸。3）頻普法：利用疵病反向衍射的能量測量，同樣受到疵病深層結構的影響。這裏介紹“斜入射”檢測方法，可以很好地測量疵病的面積。

一、測量原理斜入射的光學特性見圖10-15

對於圓柱形疵病麻點，其光照明形態如下圖10-16所示（2θ＜arctan（r/h））。

測量光學系統如圖10-17所示

二、疵病等級的衡量兩方面：面積及分佈例：圖10-18所示疵病圖像

設光斑圖像的每個像點座標為（xi、yi），灰度值為P（xi、yi）；像素個數為n；每個像素面積為dS；則光斑圖像面積：S=ndS（10-31）若顯微鏡放大倍數為β，則疵病實際面積：S0=ndS/β（10-32）疵病的平均直徑：D=（xmax+ymax）/2β（10-33）

光斑的質心座標計算方法：(10-34)(10-35)

三、光電系統結構疵病實際尺寸1μm,顯微鏡橫向解析度:ε=0.5λ/NA(10-36)若He-Ne鐳射源,λ=0.6238μm;則:NA=0.312實際選擇NA=0.4;β=25X的顯微鏡.則:1μm的疵病成