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PIEZOCONCEPT纳米平移台高精度硅传感器的特点

作者: 时间:2022-05-05

       PIEZOCONCEPT 纳米传感器又称为高精度硅传感器,尽管它是应变片传感器大家族的一部分,但它技术胜过其他两种常用纳米传感器的技术——电容式传感器和金属应变片。与金属应变仪相比,PIEZOCONCEPT硅传感器在信噪比和稳定性方面更好。与电容式传感器相比,PIEZOCONCEPT的硅HR传感器电阻不依赖于空气压力或污染物的存在且多个传感器纠正温度的影响。


PIEZOCONCEPT在其压电阶段使用什么类型的传感器?为什么它比其他传感器技术更优秀?

PIEZOCONCEPT 纳米传感器使用了一种单晶硅传感器,称为硅HR传感器(Silicon HR sensors)。尽管它是应变片传感器大家族的一部分,但它胜过其他两种常用的技术(电容式传感器和金属应变片)。


电容式传感器和PIEZOCONCEPT硅传感器的比较

电容式传感器是很常用的。它们的性能很好,但它们对以下因素很敏感。

-气压变化:事实上,空气的容限取决于气压。容量测量将受到任何压力变化的影响。

-温度变化:同样的,空气的介电常数会随着温度的变化而变化。

-污染物的存在

所有上述情况将导致纳米级的一些不稳定性,所以如果你想达到真正的亚纳米级稳定性,你需要考虑到这些因素。即使可以对气压和温度进行校正,也不可能校正其他因素(污染物、排气)的影响。这就解释了电容式传感器在真空环境中的不良表现。此外,电容式传感器的成本很高,而且很笨重。因此,不可能有像BIO3/LT3这样的非常薄的平台,至少在稳定性方面不会进一步牺牲性能。

因为高精度硅传感器是一种固态技术,所以高精度硅传感器的电阻不依赖于空气压力或污染物的存在。其次,温度变化对测量有影响(主要是因为材料的热膨胀),但这可以通过使用传感器阵列来纠正。基本上,我们在每个轴上使用2个平行的硅传感器--一个用于测量,另一个用于补偿由于温度变化引起的材料膨胀。


金属应变片和PIEZOCONCEPT硅传感器的比较。

金属应变片和我们的高精度硅传感器(也是一种应变片)之间的差异更大。金属应变片和高精度硅传感器应变片之间有2个巨大的区别。

其他竞争者试图说,所有的应变片都有相同的性能,因为它们测量的是应变。这是不正确的。半导体应变片在稳定性方面与金属应变片有很大不同。

金属应变片和高精度硅传感器(PIEZOCONCEPT使用的)之间的第一个区别是测量系数:半导体应变片(硅HR)的测量系数比金属应变片高100倍左右。较高的测量系数导致较高的信噪比,最终导致较高的稳定性。

更重要的是,第二个区别是金属应变片不能直接安装在挠性板上(这是实现运动的地方):金属应变片必须安装在某种"背衬"上。因此,它必须安装在执行器本身,因为你没有足够的空间将其安装在挠性板上。只在执行器上测量的问题是,压电执行器有大量的缺陷,像蠕变或滞后现象是存在的。因此,由于压电执行器并不是均匀地扩展,只测量执行器的部分伸长量并不能精确地扣除其全部伸长量。通过对挠性体本身进行测量,我们就不会有这种"非均匀性"的问题。

由于上述原因,如果你比较金属应变仪和PIEZOCONCEPT的高精度硅传感器,它们在信噪比和稳定性方面有很大的区别。

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