現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)導(dǎo)論物理量檢測(cè)-文庫(kù)吧
2025-01-03 02:35 本頁(yè)面
【正文】 80?m， 20)] 7(1)[ 21(hFkBkA ln ?????202 )](1)[( hFkBkA ???? ln?0222 ])())( 4[( 1EhFmkkBkAy ln????? ?????? 22KKKA ???? KKKB2212所以 ， 最大徑向應(yīng)力 這時(shí)對(duì)應(yīng)位置的切向應(yīng)力 中央凸臺(tái)位移 Pa610330)( ??? ???Pa61099)( ????myy ?4 . 8 9)( ?? ?（ 2） My = 2 Nmm。 當(dāng) My作用在中央凸臺(tái)時(shí) ， 最大應(yīng)力 中央凸臺(tái)轉(zhuǎn)角 其中 ?、 ?為與結(jié)構(gòu)尺寸 、 形狀有關(guān)的系數(shù) ， 可由文獻(xiàn)[27]的表 ， ? ? ， ? ? 。 根據(jù)方程 （ 21） ， 得到硅各向異性腐蝕后 ， 中央凸臺(tái)頂面的寬度 b0 = ， 因此由于中央凸臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的位置變化 PaahM10490 ???? ? 20y)( ???r a dEhM?? 30y??mby ??? 2??（ 3） 強(qiáng)度與保護(hù)間隙計(jì)算 當(dāng) Fz和 My同時(shí)作用時(shí) ， 中央凸臺(tái)的總變形 這時(shí)總的最大應(yīng)力 ??為兩者之和 ， 即 ?? = 820?106Pa。 單晶硅的屈服強(qiáng)度 [?] = 7?109Pa， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 ??， 因此在 Fz和 My同時(shí)作用下該傳感器有足夠的安全系數(shù) 。 我們?cè)O(shè)定過(guò)載保護(hù)間隙 h1 = 6?m， 這時(shí)當(dāng)僅有 My作用時(shí)可能產(chǎn)生的應(yīng)力最大 因此，該傳感器在上述極端條件下仍然是安全的。 myyY ?? ???PaPayh107][39。 ?????? ?????輸出分析 對(duì)于半導(dǎo)體壓阻式傳感器 ， 其擴(kuò)散電阻變化量與所受到的應(yīng)力 、 應(yīng)變成比例關(guān)系 ， 即： 上式中 ?11為的縱向壓阻系數(shù) ， ?12為橫向壓阻系數(shù) 。 對(duì)于我們所采用的 P型擴(kuò)散硅電阻 ， ?11 = ?1011 (m2/N)， ?12 = ?1011 (m2/N)。 在本項(xiàng)研究中均采用差動(dòng)半橋檢測(cè)電路 （ 圖 42） ， 橋路電壓 Vc為 3V， 所以電壓輸出變化 當(dāng) Fz作用時(shí) ， RR ???? ???VVRRVVRRRVVV)(212122121101???? ???????????mVVV ])([21 Kk1211 ???? ??????工藝流程 ( a ) ( b ) ( c ) ( d ) ( e ) 硅 摻雜硅 氧化硅 氮化硅 金屬 微型三維力工藝流程 (a) 芯片正面 (b) 芯片背面 三維力敏感芯片 ?實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)處理 實(shí)驗(yàn)裝置 三維力標(biāo)定裝置 XY平臺(tái) Z向移動(dòng)齒條 標(biāo)準(zhǔn)傳感器 被測(cè)傳感器 數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī) 數(shù)字電壓表 穩(wěn)壓電源 ?原始測(cè)量數(shù)據(jù) （ N, mV) 次數(shù) Fx Fy Fz Vx Vy Vz 1 0 0 0 0 0 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ?數(shù)據(jù)處理 由標(biāo)定測(cè)試得到的傳感器輸出信號(hào) [V]， 通過(guò)線性解耦矩陣 [D]可以轉(zhuǎn)換成傳感器所受到的三維力 [F]。 ? ? ? ? ? ?VDF ??? ? ? ?? ? ,333231232221131211?????????????????????????????????DDDDDDDDDDVVVVFFFF?????????????0 7 1 0 1 0 1 0 . 0 1 9 30 . 3 0 0 10 . 1 9 0 80 . 0 3 5 50 . 1 5 2
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