悬臂梁式传感器

为解决传统电容式测风传感器的输出非线性,设计了一种基于MEMS微机械加工技术的电容式风速传感器。传感器的敏感结构创新性地采用了一个三层结构的悬臂梁,这种三层结构的悬臂梁构成了一个平行板电容器。风力作用于传感器敏感结构引起电容器的极板面积、极板间距以及绝缘层介电常数的变化,从而引起电容器输出电容的变化,通过测量传感器输出电容的变化值可以实现风速的测量。基于流体力学原理和多层悬臂梁理论对传感器进行了理论分析,并为传感器设计了制作工艺流程。

1 用悬臂梁式称重传感器设计一个电子天平 1.设计思路 本实验采用悬臂梁式称重传感器，所称物体产生的压力由称重传感器检测，并由传感器 测量电路转化为相应的模拟电信号输出。称重传感器输出的模拟量，数值一般很小，达不到 A/D 转换接收的电压范围。所以送 A/D 转换之前要对其进行前端放大、整形滤波等处理。然 后输出信号再经由 A/D 转换电路转化为相应的数字量。 由于本实验采用的 ICL 7107是 3位半 双积分型 A/D 转换器，能直接驱动共阳极 LED 数码管，故不需要使用单片机进行相应的数 据处理和转换， ICL7107将模拟量转换为数字量之后直接将其转化成七段 LED 显示所需的字 型码，输入到相应的信号电极就实现了所称物重数字量的输出。 2.设计方案 将电阻丝应变片粘贴到悬臂梁上合适的位置，并接入全桥测量电路，相对的桥臂受力相 同，相邻的桥臂受力相反，其中一对受拉力作用，另一对