壓阻效應(yīng)
關(guān)注創(chuàng)建者：C乘風(fēng)破浪 創(chuàng)建時(shí)間：2022-02-17
壓阻效應(yīng)的實(shí)例教程
<p>壓阻式壓力傳感器是首批商業(yè)化的 MEMS 器件之一。與電容式壓力傳感器相比，這種傳感器更易于與電子器件集成，響應(yīng)更加線性，并且本質(zhì)上不受 RF 噪聲的影響。不過，壓阻式壓力傳感器在運(yùn)行過程中通常需要更多的功率，并且傳感器的基本噪聲限度高于電容式壓力傳感器。長期以來，壓阻器件在壓力傳感器市場占據(jù)主導(dǎo)地位。本案例建立了一壓阻式壓力傳感器，如圖1所示。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/1273dcb4e1cc4796914d6647fe96623c.png" alt="Untitled1.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>圖1 幾何模型</strong></p><p>數(shù)值仿真得到微梁的位移和應(yīng)力分布，如圖2所示。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/dd1910798cb648e5b40187e222ead8a4.png" alt="Untitled2.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>圖2 微梁應(yīng)力分布云圖</strong></p><p>壓敏電阻器的電勢分布云圖，如圖3所示。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/29e548c4d1144f10b2b1cbe106b395b0.png" alt="Untitled3.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>圖3 壓敏電阻器電勢分布</strong></p><p>感興趣的朋友可下載模型源文件，歡迎交流合作</p>
展開 本案例建立了二維軸對稱電熔接頭模型，模型如圖1所示，基于COMSOL軟件仿真了內(nèi)壓和軸壓作用下接頭的電勢場、應(yīng)變場以及裂紋擴(kuò)展情況，仿真結(jié)果如圖2所示。
圖1 幾何模型
電勢場分布
應(yīng)變場分布
裂紋擴(kuò)展
圖2 仿真結(jié)果
感興趣的朋友，交流模型
此外，研究人員還進(jìn)一步研究了復(fù)合材料對磁場的響應(yīng)以及導(dǎo)熱性能，并開發(fā)了磁壓傳感器，柔性加熱膜等應(yīng)用。其中柔性加熱膜能夠感應(yīng)表面壓力大小并自動(dòng)調(diào)節(jié)加熱溫度，而且結(jié)構(gòu)簡單不含傳感器等電路元件，可以任意裁剪，方便應(yīng)用在柔性設(shè)備上。由于其具有出色的機(jī)械，電氣和熱傳導(dǎo)性能，我們相信該復(fù)合材料在傳感器，軟體機(jī)器人和可穿戴設(shè)備領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
使用液態(tài)金屬復(fù)合材料制作的柔性加熱膜工作原理和智能加熱可穿戴設(shè)備
近日，該成果以“Liquidmetal-filled magnetorheological elastomer with positive piezoconductivity”為題，發(fā)表在《自然·通訊》雜志上（Nat. Commun., 2019, 10, 1300）。該論文第一作者為澳大利亞伍倫貢大學(xué)博士研究生贠國霖。澳大利亞伍倫貢大學(xué)唐詩楊博士和李衛(wèi)華教授，以及美國北卡羅萊納州立大學(xué)Michael Dickey教授為共同通訊作者。
文章鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41467-019-09325-4
來源：高分子科學(xué)前沿
展開 也可以用于軍事工業(yè)，例如用它來測量qiang炮子 彈在膛中擊發(fā)的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。它既可以用來測量大的壓力，也可以用來測量微小的壓力。
壓力式傳感器也廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)測量中，比如說心室導(dǎo)管式微音器就是由壓力傳感器制成的，因?yàn)闇y量動(dòng)態(tài)壓力是如此普遍，所以壓力傳感器的應(yīng)用就非常廣。
除了壓力傳感器之外，還有利用壓阻效應(yīng)制造出來的壓阻傳感器，利用應(yīng)變效應(yīng)的應(yīng)變式傳感器等，這些不同的壓力傳感器利用不同的效應(yīng)和不同的材料，在不同的場合能夠發(fā)揮它們獨(dú)特的用途。
壓力傳感器也廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)測量中，比如說心室導(dǎo)管式微音器就是由壓電 傳感器制成的，因?yàn)闇y量動(dòng)態(tài)壓力是如此普遍，所以壓電傳感器的應(yīng)用就非常廣泛。除了壓電傳感器之外，還有利用壓阻效應(yīng)制造出來的壓阻傳感器，利用應(yīng)變效應(yīng)的應(yīng)變 式傳感器等，這些不同的壓力傳感器利用不同的效應(yīng)和不同的材料，在不同的場合能夠 發(fā)揮它們獨(dú)特的用途。
End
版權(quán)說明：感謝每一位作者的付出與用心，分享是一種美德，如轉(zhuǎn)載涉及版權(quán)等問題，請聯(lián)系我們刪除，非常感謝！
展開 研究發(fā)現(xiàn)，該材料具有獨(dú)特的壓阻效應(yīng)，在此基礎(chǔ)上，研制了一種基于三維聚合物納米復(fù)合材料的柔性應(yīng)變傳感器。
研究人員利用自行研制的掃描電鏡（SEM）原位微機(jī)械測試裝置研究了應(yīng)力條件下器件的微觀斷裂行為。結(jié)果表明，器件的電阻行為與CNT泡沫骨架的變化、內(nèi)部裂紋的形成和擴(kuò)展以及微觀結(jié)構(gòu)和結(jié)有關(guān)，從結(jié)構(gòu)變化的角度解釋了傳感材料的力電耦合行為。
柔性應(yīng)變傳感器可以以多種方式結(jié)合到實(shí)際應(yīng)用中，如電子皮膚顯示材料的應(yīng)力分布、指示材料的存取電路的應(yīng)變狀態(tài)等。它在可穿戴設(shè)備、柔性電子顯示、儲(chǔ)能等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
環(huán)氧樹脂https://www.hongyantu.com/index.php?r=new%2Fview&id=2565
展開 
壓阻效應(yīng)的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
壓阻效應(yīng)的最新內(nèi)容
硅膜片上用半導(dǎo)體擴(kuò)散工藝形成的四個(gè)橋路電阻布置成方形，當(dāng)硅膜片受到壓力產(chǎn)生變形時(shí)，處于對角線上的二電阻受壓應(yīng)力，而另為二個(gè)電阻受張應(yīng)力，由于擴(kuò)散硅的壓阻效應(yīng)，使相對的二個(gè)電阻阻值增大，二另為二個(gè)電阻阻值減小。
2.壓力傳感器在智能手機(jī)中的應(yīng)用
壓力傳感器在智能手機(jī)上用來測量大氣壓，但測量大氣壓對于普通的手機(jī)用戶來說又有什么作用呢？
除了壓力傳感器之外，還有利用壓阻效應(yīng)制造出來的壓阻傳感器，利用應(yīng)變效應(yīng)的應(yīng)變式傳感器等，這些不同的壓力傳感器利用不同的效應(yīng)和不同的材料，在不同的場合能夠發(fā)揮它們獨(dú)特的用途。
壓力傳感器也廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)測量中，比如說心室導(dǎo)管式微音器就是由壓電 傳感器制成的，因?yàn)闇y量動(dòng)態(tài)壓力是如此普遍，所以壓電傳感器的應(yīng)用就非常廣泛。
<p>壓阻式壓力傳感器是首批商業(yè)化的 MEMS 器件之一。與電容式壓力傳感器相比，這種傳感器更易于與電子器件集成，響應(yīng)更加線性，并且本質(zhì)上不受 RF 噪聲的影響。不過，壓阻式壓力傳感器在運(yùn)行過程中通常需要更多的功率，并且傳感器的基本噪聲限度高于電容式壓力傳感器。長期以來，壓阻器件在壓力傳感器市場占據(jù)主導(dǎo)地位。本案例建立了一壓阻式壓力傳感器，如圖1所示。</p><p><img src="https:/
由于硅基芯片存在壓阻效應(yīng)，SiP 封裝引入的機(jī)械應(yīng)力會(huì)影響產(chǎn)品的性能。由于硅晶圓、襯底、模塑化合物和粘接材料之間存在熱失配，SiP 在使用過程存在熱 － 機(jī)械應(yīng)力。因此選擇合適的封裝材料以及采用合理的工藝流程，有利于減少熱 － 機(jī)械應(yīng)力。仿真技術(shù)的引入，可對新設(shè)計(jì)的 SiP 產(chǎn)品的熱失配應(yīng)力進(jìn)行模擬，有利于減少產(chǎn)品的熱 － 機(jī)械應(yīng)力。
電阻率（電導(dǎo)率）因施加在該電阻上的壓力而變化的現(xiàn)象稱為壓阻效應(yīng)。羅姆的氣壓傳感器IC將使用壓阻式壓力接收元件（隔膜結(jié)構(gòu)和壓阻集成在一起MEMS），以及溫度校正處理、控制電路等的集成電路（ASIC）集成在一個(gè)封裝里，可以輕松獲得高精度的氣壓信息。
本案例建立了二維軸對稱電熔接頭模型，模型如圖1所示，基于COMSOL軟件仿真了內(nèi)壓和軸壓作用下接頭的電勢場、應(yīng)變場以及裂紋擴(kuò)展情況，仿真結(jié)果如圖2所示。
圖1 幾何模型
電勢場分布
應(yīng)變場分布
裂紋擴(kuò)展
圖2 仿真結(jié)果
感興趣的朋友，交流模型
MEMS 工藝基本流程圖
（一）壓力傳感器：技術(shù)成熟，中國市場快速增長
壓力 MEMS：大多基于硅的壓阻效應(yīng)，壓力作用于硅薄膜引起 4 個(gè)電阻應(yīng)變片電阻的變化，惠斯頓電橋輸出與壓力成正比的電壓信號，適用于中低壓場景，如發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管、胎壓檢測系統(tǒng) TPMS、真空度、油箱壓力等。中、高壓場合多采用陶瓷電容的技術(shù)路線。
1、MEMS建模與仿真
強(qiáng)耦合仿真計(jì)算
?傳熱+結(jié)構(gòu)力學(xué)耦合
–熱膨脹、熱應(yīng)力
–熱驅(qū)動(dòng)設(shè)備
?靜電+結(jié)構(gòu)力學(xué)
–靜電驅(qū)動(dòng)
–壓電效應(yīng)
–壓阻效應(yīng)
?電流-傳熱-結(jié)構(gòu)力學(xué)
–焦耳熱、熱膨脹
–熱電效應(yīng)
–熱-彈性阻尼
?電學(xué)-聲學(xué)-結(jié)構(gòu)力學(xué)
–壓電換能器
–振動(dòng)聲學(xué)、聲壓分布
?RLC電路耦合接口
2、熱結(jié)構(gòu)耦合
相信大家在中學(xué)物理課上都學(xué)過一個(gè)簡單的電學(xué)知識(shí)，那就是一塊導(dǎo)體因?yàn)槠錂M截面積的減小，它的電阻在拉伸時(shí)會(huì)增大。然而，最近由澳大利亞伍倫貢大學(xué)李衛(wèi)華教授和唐詩楊博士領(lǐng)導(dǎo)的研究組與美國北卡羅萊納州立大學(xué)Michael Dickey教授組成的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)合成的一種新型復(fù)合材料似乎打破了這一規(guī)律。與傳統(tǒng)導(dǎo)電材料不同，這種由液態(tài)金屬、磁性金屬粉末和高分子彈性基底合成的導(dǎo)電材料在被拉伸時(shí)電阻會(huì)劇烈減小，在拉伸量僅有
這些傳感器是基于諸如壓電性、電容以及壓阻效應(yīng)等不同機(jī)理。摩擦納米發(fā)電機(jī)是一種能夠?qū)崿F(xiàn)能量富集和自供電的傳感技術(shù)，將其與電子皮膚相結(jié)合有望為下一代可穿戴電子產(chǎn)品、個(gè)性化醫(yī)療以及人機(jī)界面等領(lǐng)域帶來新的機(jī)會(huì)。
