壓阻效應的案例
聚合物壓阻微梁的壓電耦合效應數值仿真 ￥1500
<p>壓阻式壓力傳感器是首批商業化的 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，響應更加線性，并且本質上不受 RF 噪聲的影響。不過，壓阻式壓力傳感器在運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主導地位。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>數值仿真得到微梁的位移和應力分布，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 基于壓阻效應的電熔接頭損傷監測數值仿真
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軟件仿真了內壓和軸壓作用下接頭的電勢場、應變場以及裂紋擴展情況，仿真結果如圖2所示。
圖1 幾何模型
電勢場分布
應變場分布
裂紋擴展
圖2 仿真結果
感興趣的朋友，交流模型
具有反常壓阻效應的液態金屬柔性導電復合材料
此外，研究人員還進一步研究了復合材料對磁場的響應以及導熱性能，并開發了磁壓傳感器，柔性加熱膜等應用。其中柔性加熱膜能夠感應表面壓力大小并自動調節加熱溫度，而且結構簡單不含傳感器等電路元件，可以任意裁剪，方便應用在柔性設備上。由于其具有出色的機械，電氣和熱傳導性能，我們相信該復合材料在傳感器，軟體機器人和可穿戴設備領域具有廣闊的應用前景。
使用液態金屬復合材料制作的柔性加熱膜工作原理和智能加熱可穿戴設備
近日，該成果以“Liquidmetal-filled magnetorheological elastomer with positive piezoconductivity”為題，發表在《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博士研究生贠國霖。澳大利亞伍倫貢大學唐詩楊博士和李衛華教授，以及美國北卡羅萊納州立大學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：高分子科學前沿
展開 壓力傳感器的簡述
也可以用于軍事工業，例如用它來測量qiang炮子 彈在膛中擊發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用在生物醫學測量中，比如說心室導管式微音器就是由壓力傳感器制成的，因為測量動態壓力是如此普遍，所以壓力傳感器的應用就非常廣。
除了壓力傳感器之外，還有利用壓阻效應制造出來的壓阻傳感器，利用應變效應的應變式傳感器等，這些不同的壓力傳感器利用不同的效應和不同的材料，在不同的場合能夠發揮它們獨特的用途。
壓力傳感器也廣泛應用在生物醫學測量中，比如說心室導管式微音器就是由壓電 傳感器制成的，因為測量動態壓力是如此普遍，所以壓電傳感器的應用就非常廣泛。除了壓電傳感器之外，還有利用壓阻效應制造出來的壓阻傳感器，利用應變效應的應變 式傳感器等，這些不同的壓力傳感器利用不同的效應和不同的材料，在不同的場合能夠 發揮它們獨特的用途。
End
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展開 
可制備三維高分子納米復合材料的新方法
研究發現，該材料具有獨特的壓阻效應，在此基礎上，研制了一種基于三維聚合物納米復合材料的柔性應變傳感器。
研究人員利用自行研制的掃描電鏡（SEM）原位微機械測試裝置研究了應力條件下器件的微觀斷裂行為。結果表明，器件的電阻行為與CNT泡沫骨架的變化、內部裂紋的形成和擴展以及微觀結構和結有關，從結構變化的角度解釋了傳感材料的力電耦合行為。
柔性應變傳感器可以以多種方式結合到實際應用中，如電子皮膚顯示材料的應力分布、指示材料的存取電路的應變狀態等。它在可穿戴設備、柔性電子顯示、儲能等方面具有廣闊的應用前景。
環氧樹脂https://www.hongyantu.com/index.php?r=new%2Fview&id=2565
展開 【壓力傳感器的原理及應用】- 米思米機械設備知識分享
硅膜片上用半導體擴散工藝形成的四個橋路電阻布置成方形，當硅膜片受到壓力產生變形時，處于對角線上的二電阻受壓應力，而另為二個電阻受張應力，由于擴散硅的壓阻效應，使相對的二個電阻阻值增大，二另為二個電阻阻值減小。
2.壓力傳感器在智能手機中的應用
壓力傳感器在智能手機上用來測量大氣壓，但測量大氣壓對于普通的手機用戶來說又有什么作用呢？
海拔高度測量
對于喜歡登山的人來說，都會非常關心自己所處的高度。海拔高度的測量方法，一般常用的有2種方式，一是通過GPS全球定位系統，二是通過測出大氣壓，然后根據氣壓值計算出海拔高度。而氣壓的方式可選擇的范圍會廣些，而且可以把成本可以控制在比較低的水平。所以在智能手機原有GPS的基礎上再增加壓力傳感器https://www.misumi.com.cn/seojingtai/yalichuanganqi.html功能，可以讓三維定位更加精準。
輔助導航
現在不少開車人士會用手機來進行導航，但在高架橋里導航常常會出錯。比如在高架橋上時，GPS無法判斷你是橋上還是橋下而造成的錯誤導航。
而如果手機里增加一個壓力傳感器就不一樣了，他的精度可以做到1米，這樣就可以很好的輔助GPS來測量出所處的高度，錯誤導航的問題也就解決了。
室內定位
由于在室內無法很好的接收GPS信號，所以當使用者進入一幢很厚的樓宇時，內置感應器可能會失去衛星的信號，所以無法識別用戶的地理位置，并且無法感知垂直高度。而如果手機加上壓力傳感器再配合加速度計、陀螺儀等技術就可以做到精準的室內定位。
3.壓力傳感器在石化行業中的應用
壓力傳感器是石化行業自動控制中使用最多的測量裝置之一。
展開 MEMS行業應用案例
1、MEMS建模與仿真
強耦合仿真計算
?傳熱+結構力學耦合
–熱膨脹、熱應力
–熱驅動設備
?靜電+結構力學
–靜電驅動
–壓電效應
–壓阻效應
?電流-傳熱-結構力學
–焦耳熱、熱膨脹
–熱電效應
–熱-彈性阻尼
?電學-聲學-結構力學
–壓電換能器
–振動聲學、聲壓分布
?RLC電路耦合接口
2、熱結構耦合
? 機械結構+熱效應
–熱驅動設備
–結構振動器件
–熱應力分析
–接觸分析
–預應力分析
?求解類型
–靜力學分析
? 線性和非線性
–瞬態分析
–超單元分析
3、壓電分析（電學+力學）
? 壓電設備
– 壓電效應&逆壓電效應
? 傳感器、執行器
? 陀螺儀、加速度計
– 復雜接觸
– 預應力分析
– 電極特征（耦合RLC器件）
? 求解類型
– 靜力學分析
– 模態分析
– 諧波分析
– 瞬態分析
4、特點介紹
軟件主要特點：
邊界元法（BEM）
外界無限電介質
FEM/BEM 強耦合
線性單元& 二次單元
對稱和反對稱平面
外界電勢點顯示
線性靜態預加應力
科里奧利效應
電偶極子
電極上總電荷計算
…
?模擬能力
–3D耦合分析
–機械、介電、壓電
?約束
–電(等勢面、外加電壓… )
–機械 (固定端約束、鉸鏈支座約束、施加位移… )
?載荷
–電(分布電荷… )
–機械(體積力、科里奧利力、壓力… )
展開 可拉伸的紗線嵌入式摩擦納米發電機作為電子皮膚用于生物力學能量采集和多功能壓力傳感
這些傳感器是基于諸如壓電性、電容以及壓阻效應等不同機理。摩擦納米發電機是一種能夠實現能量富集和自供電的傳感技術，將其與電子皮膚相結合有望為下一代可穿戴電子產品、個性化醫療以及人機界面等領域帶來新的機會。
【成果簡介】
近日，美國佐治亞理工學院王中林教授課題組開發了一種簡單、低成本的方法制備可拉伸的摩擦納米發電機的方法，其可以用作多功能電子皮膚，并實現了生物力學能量的采集以及多種機械刺激的感知。通過在硅橡膠彈性體中嵌入連續的“鏈式”柵欄狀交錯的導電網絡，賦予了該種電子皮膚以良好的透明性和拉伸性、高壓敏感性以及優異的機械穩定性。研究表明，該摩擦納米發電機能夠點亮高達170個LED，而且其作為多功能傳感器能夠監測人的諸如動脈脈沖和聲音振動等生理信號。該成果以題為"A Stretchable Yarn Embedded Triboelectric Nanogenerator as Electronic Skin for Biomechanical Energy Harvesting and Multifunctional Pressure Sensing"發表在Advanced Materials上。
展開 系統級封裝可靠性的研究現狀及存在問題
由于硅基芯片存在壓阻效應，SiP 封裝引入的機械應力會影響產品的性能。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 － 機械應力。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 － 機械應力。仿真技術的引入，可對新設計的 SiP 產品的熱失配應力進行模擬，有利于減少產品的熱 － 機械應力。
SiP 產品有復雜的互連系統，焊點的可靠性關系到異質材料間電氣與機械連接的可靠性，在很大程度上決定了產品的質量。SiP 在循環彎曲、跌落等機械應力作用下，主要的失效點集中在焊點位置，特別是當包封體的硬度較大時。高硬度的包封體會將更多的力傳遞到焊球上，加速互連失效。除此之外，傳遞到內部的力會引起基板變形、翹曲，導致芯片的破碎、基板粘接分層、封裝和基板間的焊接脫落等失效現象。新加坡的 Lee 等在有限元仿真分析的基礎上，考慮蠕變、彈性、塑性應變等多種失效機理，應用Cofin-Manson 疲勞壽命定律，成功預測各種封裝焊點的疲勞強度; Kimiko Mishiro 等預測了 BGA /CSP 跌落試驗的可靠性，并與仿真結果進行比較，對焊球跌落過程中受到的形變做詳細的分析。西安電子科技大學的韓培宇通過對 SiP 進行機械結構振動分析及可靠性計算實現了 SiP 系統上的芯片位置和尺寸的優化。
1. 3電磁干擾
SiP 作為高度集成的封裝技術，存在高速、高密度、高功耗、低電壓和大電流的發展趨勢，產品的抗電磁干擾能力對新產品的成敗起到關鍵性的作用，其中電源分布網絡( PDN) 設計和電源完整性( PI) 研究的挑戰日益嚴峻。
理想的電源供給系統提供的電壓是一個恒定值，但是，實際的供電系統并不是穩定的。這是因為供電網絡是一個分布式網絡，存在大量的寄生電阻、寄生電感、寄生電容以及導納等。圖 4 顯示了一個串聯反相器示意圖。
展開 振動方面的英語詞匯
)
間隙-電壓曲線 (Voltage vs Gap Curve)
間隙-電壓靈敏度 (Voltage vs Gap Sensitivity)
壓阻效應 (Piezoresistive Effect)
軸向壓阻系數 (Axial Piezoresistive Coefficient)
橫向壓阻系數 (Transverse Piezoresistive Coefficient)
壓阻常數 (Piezoresistive Constant)
單晶硅 (Monocrystalline Silicon)
應變靈敏度 (Strain Sensitivity)
固態壓阻式加速度傳感器 (Solid State Piezoresistive Accelerometer)
體型壓阻式加速度傳感器 (Bulk Type Piezoresistive Accelerometer)
力平衡式傳感器 (Force Balance Transducer)
電動力常數 (Electro-dynamic Constant)
機電耦合系統 (Electro-mechanical Coupling System)
2 檢測儀表、激勵設備及校準裝置
時間基準信號 (Time Base Signal)
李薩茹圖 (Lissojous Curve)
數字頻率計 (Digital Frequency Meter)
便攜式測振表 (Portable Vibrometer)
有效值電壓表 (RMS Value Voltmeter)
峰值電壓表 (Peak-value Voltmeter)
平均絕對值檢波電路 (Average Absolute Value Detector)
峰值檢波電路 (Peak-value Detector)
準有效值檢波電路 (Quasi RMS Value Detector)
真有效值檢波電路 (
展開 技術知識 | 六大傳感器原理
氣壓傳感器的典型示例是使用硅（Si）半導體的壓阻式。
壓阻式氣壓傳感器
壓阻式氣壓傳感器使用Si單晶板作為隔膜（壓力接收元件），通過在其表面上擴散雜質形成電阻橋電路，將施加壓力時產生的變形作為電阻值變化，來計算壓力（氣壓）。
電阻率（電導率）因施加在該電阻上的壓力而變化的現象稱為壓阻效應。羅姆的氣壓傳感器IC將使用壓阻式壓力接收元件（隔膜結構和壓阻集成在一起MEMS），以及溫度校正處理、控制電路等的集成電路（ASIC）集成在一個封裝里，可以輕松獲得高精度的氣壓信息。
MEMS：Micro Electro Mechanical System（微機電系統）在一個電路板上集成機械構成部件、傳感器、執行機構（驅動部件）等的裝置。
ASIC：Application Specific Integrated Circuit（專用集成電路）它是一種集成電路，將多個電路功能組合成一個特定應用。
加速度傳感器
加速度是指單位時間內產生的速度，測量加速度的IC就叫加速度傳感器。通過測量加速度，可以測得物體的傾斜、振動等信息。加速度單位為m/s2（國際單位制SI）。
展開 
傳感器的基礎知識
隨著微電子技術的發展，利用半導體材料的壓阻效應（即對其某一方向施加壓力，其電阻率就發生變化）和良好的彈性，已經研制出體積小、重量輕、靈敏度高的力敏傳感器，廣泛用于壓力、加速度等物理力學量的測量。
五、磁敏傳感器和磁敏元件
目前磁敏元件有霍爾器件（基于霍爾效應）、磁阻器件（基于磁阻效應：外加磁場使半導體的電阻隨磁場的增大而增加。）、磁敏二極管和三極管等。以磁敏元件為基礎的磁敏傳感器在一些電、磁學量和力學量的測量中廣泛應用。
在一定意義上傳感器與人的感官有對應的關系，其感知能力已遠超過人的感官。例如利用目標自身紅外輻射進行觀察的紅外成像系統（夜像儀），黑夜中可1000米發現人，2000米發現車輛；熱像儀的核心部件是紅外傳感器。1991年海灣戰爭中，伊拉克的坦克配置的夜視儀探測距離僅800米，還不及美英聯軍的一半，黑暗中被打得慘敗是必然的。目前世界各國都將傳感器技術列為優先發展的高新技術的重點。為了大幅度提供傳感器的性能，將不斷采用新結構、新材料和新工藝，向小型化、集成化和智能的方向發展。
來源：文章來自SolidWorks技巧公眾號，大家一起學習。
展開 分析 | 一文看懂汽車傳感器市場
MEMS 工藝基本流程圖
（一）壓力傳感器：技術成熟，中國市場快速增長
壓力 MEMS：大多基于硅的壓阻效應，壓力作用于硅薄膜引起 4 個電阻應變片電阻的變化，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，如發動機進氣歧管、胎壓檢測系統 TPMS、真空度、油箱壓力等。中、高壓場合多采用陶瓷電容的技術路線。
硅壓阻式壓力 MEMS 工作原理
汽車 MEMS 壓力傳感器技術已十分成熟， 汽油車安裝數量普遍在 15-20 個左右，單車價值 300-500 元，主要集中在動力傳動及排放系統。
汽油車 MEMS 壓力傳感器
從市場需求看，歐美日等發達市場趨于平穩，相比較而言中國市場正快速增長，主要有兩個原因：一是 2020 年 1 月 1 日起所有乘用車強制安裝 TMPS，需要增加 4 個胎壓傳感器，單車價值 100-120 元左右， 二是國六排放標準于 2020 年在全國范圍內推廣，需要增加 4 個左右壓力傳感器，單車價值 100-120 元左右。
國六新增傳感器（乘用車）
（二）運動類傳感器：無人駕駛推動精度、 集成度大幅提升
一輛乘用車普遍安裝運動類傳感器 10-15 個，平均單價 20 元，對應單車價值量200-300 元，主要用于監測車身姿態，如車身的加速度、角速度，為安全氣囊、車身穩定控制（ESP）等汽車電子系統提供信號輸入。
汽車運動類傳感器的需求將小幅增加， 我們估計復合增速不超過 5%， 主要受益全球尤其發展中國家，汽車安全氣囊、 ESP 配臵比例提升以及功能不斷完善，如側面氣囊的引入將增加 4 個加速度計和 2 個壓力計，車外行人氣囊的引入將增加 1 個壓力計。
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