导读:本文包含了力学传感器论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:传感器,演示实验,拱形桥
力学传感器论文文献综述
李俊[1]（2019）在《基于传感器的教学演示实验的探索与实践——力学传感器在拱形桥教学设计中的应用》一文中研究指出传感器响应速度快,测量精度高,与传统实验相结合,能够对物理教学演示实验进行拓展。在传感器演示实验中,注意传感器这一教学素材的呈现,帮助学生认识传感器,体会传感器的工作方式,增强学生的物理经历,更有利于学生理解实验结论。(本文来源于《物理教学探讨》期刊2019年04期）
窦韶旭[2]（2018）在《基于氮化铝压电薄膜的声表面波（SAW）高温力学传感器研究》一文中研究指出力学传感器是将各种力学参量转换为电信号的器件。应用于高温极端环境下测量的高温力学传感器,尤其是高温压力传感器和高温应变传感器,在航空航天、石油化工、武器装备以及汽车能源等领域发挥着巨大作用。长久以来,世界各国都很重视高温力学传感器的研发工作,在这一传感器领域投入了大量的人力和物力。目前,我国在高温力学传感器领域的研究仍比较落后,高端高温力学传感器主要依赖进口,国产传感器只占据中低端市场,更无法满足众多高温现场愈加苛刻的温度要求。因此,加速开发高端高温力学传感器,对促进国民经济发展、打破国外行业垄断,意义重大。声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)传感器具有体积小、精度高、可无源无线的特点,长期受到人们的关注,符合未来传感器技术的发展趋势。随着氮化铝(AlN)压电薄膜和硅酸镓镧(LGS)压电单晶等耐高温压电材料被开发出来,基于这些材料的声表面波高温传感器技术也展现出巨大的前景。本论文针对声表面波高温力学传感器研究中的科学和技术问题,基于耐高温的氮化铝压电薄膜材料,研发了拥有多个声波模态和更高测试灵敏度、可用多种方案实现温度补偿和力学参量测量的声表面波高温应变传感器和高温压力传感器。本论文的主要工作包括:(1)首先介绍了基于各种工作原理的高温压力传感器和高温应变传感器和基于各种耐高温压电材料的声表面波高温传感器的发展现状,指出研发声表面波高温压力传感器和高温应变传感器的可行性和高温潜力。(2)讨论了声表面波在固体介质表面的激发与传输理论,分别介绍了瑞利波和兰姆波及其传播特性,论证了通过控制氮化铝层下面衬底的厚度有可能在声表面波器件中既能激发出瑞利波,又能激发出多个声波模态的兰姆波。(3)分别介绍了应变传感器和压力传感器的测量原理、传感器中应变灵敏度和压力灵敏度的分析方法,讨论了常用的温度补偿方案并提出了新型的有望提高测量灵敏度的双通道温度补偿方案;给出了双通道温度补偿和应变/压力测量的具体实现方案,并分别设计了用于应变和压力测量的谐振器式的声表面波传感器芯片;用COMSOL软件仿真确认了传感器芯片能激发出瑞利波和多个模态的兰姆波,初步验证了芯片设计的有效性。(4)利用磁控溅射工艺成功制备了AlN压电薄膜并进行了材料表征,初步研究了钪(Sc)掺杂的AlN压电薄膜的磁控溅射制备工艺;结合MEMS加工工艺对声表面波传感器芯片结构做了优化,并完成了芯片的MEMS加工,主要涉及AlN保膜沉积、Mo叉指换能器制备、SiO_2抗氧化层制备工艺、背面深硅刻蚀等工艺。(5)制作了双芯片的声表面波高温应变传感器,设计并搭建了高温拉伸应变测试平台;在室温下测试了两个芯片的静态特性,确认芯片中存在明显的四种声波模态,即瑞利波(Rayleigh wave)、A_4模态兰姆波(A_4 mode Lamb wave)、S_4模态兰姆波(S_4 mode Lamb wave)和S_5模态兰姆波(S_5 mode Lamb wave);测试对比了各个声波模态在室温下的应变响应特性,发现叁个模态兰姆波的应变响应参数均优于瑞利波,其中芯片a中的S_4模态兰姆波表现出最佳的灵敏度和分辨力;针对在250℃高温且温度不断波动的环境下单个芯片无法准确测量拉伸应变的问题,提出了“同时使用芯片a中的瑞利波和S_4模态兰姆波进行拍频计算”和“同时使用芯片a和芯片b中的S_4模态兰姆波进行拍频计算”两种温度补偿和应变测量方法,理论计算和实际测试均表明,这两种方案均能实现应变量的准确测试,且应变灵敏度比使用单个芯片、单声波模态时明显提高。(6)制作了双芯片的声表面波高温压力传感器,设计并搭建了高温压力测试平台;室温下的静态测试表明两个芯片中均只有A_4模态兰姆波、S_4模态兰姆波和S_5模态兰姆波,瑞利波不明显;测试对比了各个声波模态在室温下的压力响应特性,发现芯片a中的S_4模态兰姆波表现出最佳的灵敏度和分辨力;针对传感器在250℃高温且温度不断波动的环境下无法准确测量高温气压的问题,提出了“同时使用芯片a和b中的S_4模态兰姆波进行拍频计算”的方法,实际测试表明,该方案可以实现高温温度波动环境下的压力测试,但压力测试的灵敏度较使用单芯片、单声波模态时发生了下降。(本文来源于《重庆大学》期刊2018-11-01）
付成花[3]（2018）在《微纳悬臂梁力学传感器弯曲振动模式的光学测量》一文中研究指出微纳悬臂梁机械振子体积小质量低是检测微小环境变化的良好传感器,是包括原子力显微镜和磁力显微镜在内很多扫描探针显微镜的核心器件。自从原子力显微镜发明以来,微纳悬臂梁机械振子在基础研究和应用方面都取得了巨大的进展。在磁共振力显微镜的研究中,微纳悬臂梁也是一个重要的组成部分,用于跨学科的研究,如有关分子吸附和纳米机电系统的生物物理学。最近的一些发展表明利用微纳悬臂梁弯曲的多个振动模式参与传感过程,可以获得更多环境检测能力和灵敏度,如质量谱成像和两维矢量力场的实验探测。其中关于微纳悬臂梁测量的一个挑战是测量和确定其弯曲振动模式。在弯曲振动模式的参数中,振动方向,即机械振子振动方向相对光轴或测量方向的角度,是影响整个测量系统后续分析的重要因素之一。矢量力显微是一种特别适合表征样品形貌以及微小探针-样品间力信号的普适技术,通过监测在扫描样品表面时振动模式的频率改变和振动方向可以得到二维矢量力场图以此提供更多的信息。针对研制的微透镜光纤干涉仪,分析了微纳悬臂梁机械振子光学测量中光干涉和光散射两种物理效应。研究分为以下叁个部分:1.我们发现,结合光在光纤端面和悬臂梁上两个反射所形成干涉效应和光在微纳悬臂梁上的背向散射效应,可以实现对微纳悬臂梁在聚焦光平面内和聚焦光平面外的位移测量。特别的,对于微纳悬臂梁聚焦光平面内的位移测量,我们研制的微透镜光纤干涉仪与传统的光散射仪器相比,不需要四象限光电探测器,极大的降低了光路复杂性,需要准直的光学器件由3个降为2个,便于其应用于极低温系统中。2.理论分析了使用微透镜光纤干涉仪测量机械振子任意方向振动最佳工作点的优化,并通过实验测量沿不同方向振动的悬臂梁,证实了我们的分析。基于以上研究结果,我们测量了两个微米线悬臂梁的热振动,分析其振动方向。我们的研究结果为机械振子弯曲振动模式提供了新的实验研究手段,为其在矢量力测量中的应用夯实了基础。3.提出了一个实验确定微纳悬臂梁弯曲振动模式振动方向的方法。该方法不需要对微纳悬臂梁有先验知识,也不需要同时测量一对近简并的弯曲振动模式。利用我们的微透镜光纤干涉仪,通过选择不同的工作点,即选择两个不同的振动投影方向,我们实验确定了一个微米线悬臂梁前3个弯曲振动模式的振动方向。我们的研究结果为机械振子弯曲振动模式提供了新的实验研究手段,为其在矢量力测量中的应用夯实了基础。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2018-05-23）
田明伟,李增庆,卢韵静,朱士凤,张宪胜[4]（2018）在《纺织基柔性力学传感器研究进展》一文中研究指出针对纺织基柔性力学传感器成型构筑机制、传感响应原理、应用领域不明确、不清晰等问题,系统综述了近几年国内外纺织基柔性力学传感器的制备、性能及应用的研究,并分别分析了纺织基电阻式力学传感器、电容式力学传感器在人体运动、生命体征检测及人机交互等领域的应用优势。结果表明:一维纤维状传感器和二维织物传感器因其结构可变化性、组合可设计性等特点成为主要的纺织基传感器结构,传感器具有理想的线性度、迟滞性、重复性、灵敏度、稳定性等特性。高导电性、高弹性及回复性、高灵敏性和耐久性是纺织基柔性力学传感器的重要发展方向。(本文来源于《纺织学报》期刊2018年05期）
秦宁[5]（2018）在《导电聚合物/聚氨酯基复合材料力学传感器的制备及性能研究》一文中研究指出随着智能化社会的建设,柔性便携式传感器成为科技发展的重要组成部分,这种柔性传感器件已经广泛应用到电子显示屏、仿生机器人、健康监测等各个领域。以更低的成本和更低的能耗提高设备的灵敏度、稳定性以及易加工性已经越来越受到科研工作者们的重视。在构成传感器的多种基底材料中,简单易携的柔性聚合物基底由于其丰富的优点而具有最广泛的应用前景。目前,基于导电聚合物等高聚物制备的复合材料基半导体材料,对压缩应力/弯曲应力敏感的复合材料力学传感器已引起科研工作者们广泛兴趣,用于制备高性能且高稳定性的力学传感器。通过便捷的制备方法得到高灵敏性、大量程的力学传感器一直是我们的目标。本论文工作将针对以下两个方面进行研究:导电聚合物/聚氨酯基复合材料压缩应力传感器的研究。第一部分实验通过方糖模板法制备出了孔隙率达80%以上、可以几秒内快速回弹的聚氨酯多孔海绵材料,接下来又通过原位聚合的方法制备出了可以快速响应压力变化、灵敏度高以及检测压力范围大的聚吡咯/聚氨酯基复合导电海绵。实验通过采用不同的聚合时间、施加不同的压力来确定导电海绵电化学响应的最佳条件。与此同时,通过实验探究出了器件的电化学响应性与施加的压力大小几乎成正比,且可检测压力范围为0.2 N-150 N。这部分实验在整体上探究出了制备聚吡咯/聚氨酯基复合材料压缩应力传感器的最简便快捷又高效的方法。为了验证器件的稳定性,在测试部分进行了100次重复循环实验,也证明了本文制备的聚吡咯/聚氨酯基复合材料压缩应力传感器件具有很好的可重复利用性。导电聚合物/聚氨酯基复合材料弯曲应力传感器的研究。第二部分实验与第一部分不同之处在于使用了自制长条状糖模板制备出了孔隙率达80%以上、可以快速回弹的聚氨酯多孔海绵,并同样采用原位聚合的方法制备出了可以感应弯曲和拉伸等多种应力、灵敏度高以及检测范围大的长条状聚吡咯/聚氨酯基复合导电海绵。实验通过使器件拉伸不同的长度确定了其可拉伸的位移范围为0.1 mm-5 mm,又使器件弯曲不同的角度,确定其可以灵敏的感应弯曲角度的变化,具有较高的灵敏性,奠定了其在可穿戴传感领域的应用基础。通过本论文的研究,我们发现无论是使用方糖为模板制备的压缩应力传感器还是以自制糖模板制备的弯曲应力传感器,都是一种低成本效益的方法,没有技术上的困难,这对实验的研究具有一定的参考价值。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2018-05-08）
夏蕾[6]（2017）在《红色荧光蛋白力学传感器和基于smFRET的单分子酶促反应的研究》一文中研究指出人们对于生物体内各种细胞内的活动和蛋白等的研究总是没有办法很直观的观测,荧光蛋白和各种荧光分子的发现为人们解决了这一大难题。活生物体内的各种微小的变化不再需要入侵试地进行研究,而是可以转化成荧光信号被人们在外界更方便的监测到。荧光蛋白被发现以来,人们立刻发现了这种蛋白可以很好的做成离子传感器用于观测生物体内离子浓度的变化,然而本文提出了荧光蛋白也可以通过对其β桶结构的控制做成力学传感器来观测生物体内力学性质的变化。对于荧光分子,人们越来越多的利用荧光共振能量转移来进行单分子研究,本文就是选取了霍利迪交叉结构来进行研究。我们将酶切位点嵌入其中,若是在霍利迪交叉分子上修饰供体和受体两个荧光分子,就可以通过荧光共振能量转移来研究酶促反应,这个体系也可以被用来做很多单分子的研究。在第一章中,我们主要介绍了整篇文章所需的背景知识。首先,我们将对蛋白质进行基础的介绍,如蛋白质的基本组成单位,空间结构和功能。然后我们简要介绍了绿色荧光蛋白(Green Fluorescent Protein,GFP)的发现,空间结构和荧光基团的发光机制。由于本文中主要用到的DNA改造技术是聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR),因此我们介绍了常规,突变和大引物PCR的工作原理,反应体系和反应过程。最后,我们将介绍荧光共振能量转移(Fluorescence Resonance Energy Transfer,FRET)的原理,观测 FRET 反应所需的全内反射荧光显微镜(Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy,TIR-FM)和实验所需的基板修饰过程。在第二章中,详细介绍了我们构建的基于红色荧光蛋白的力学传感器。由于红色荧光蛋白相比于其他颜色的荧光蛋白具有穿透性强,光毒性弱,更利于体内成像等优势,更适于用于生物体中,因此我们选用红色荧光蛋白来构建力学传感器,以便以后可以有生物学意义上的应用。力学传感器的构建思路是在红色荧光蛋白的N端和C端添加片段使其对荧光蛋白的β桶结构产生收紧作用的影响,从而改变荧光强度,将荧光强度与荧光蛋白所受的力加以对应,即可成为力学传感器。另外,若是β桶结构发生了较大的变化如被强烈挤压,我们发现荧光蛋白发射光谱的发射峰也会发生蓝移,甚至会对荧光蛋白的颜色产生影响,这样的变化也可以用于观测生物体内力学性质的变化。在第叁章中,我们将介绍我们构建的观测酶促反应的体系。我们选用限制性内切酶BamHI,将其序列嵌入霍利迪交叉结构中,利用单分子荧光共振能量转移的手段将实验效果放大来进行研究。由于霍利迪交叉结构在特定条件下会在两态跳跃,荧光共振能量转移的效率也会相应发生改变。若是霍利迪交叉结构的某个分支的长度发生变化,能量转移效率的两态跳跃速率也会发生变化,这就使我们很好地观测到酶促反应的动力学特征。最后,我们将对以上所有工作作出总结并提出将来可以基于以上工作继续深入研究的展望。(本文来源于《南京大学》期刊2017-05-17）
李响[7]（2017）在《基于碳纳米管的柔性阻变力学传感器制备与性能研究》一文中研究指出随着柔性电子学的发展,电子皮肤研究的不断深入,以在复杂表面感应各类应力为目标的柔性传感器,因其在柔性人机交互、机器人、生物力学等领域的应用前景而受到越来越多的关注。碳纳米管(CNTs)因具有良好的导电性和超高的长径比,在复合物填充纳米导电颗粒和柔性电极方面有着广泛的应用,为制备柔性力学传感器提供了众多可能。本文以研究感应皮肤表面张力的柔性应变传感器和感应表面压力的柔性压敏传感器性能为目标,探讨了碳纳米管分散液的最佳制备工艺,分析了用其制备柔性传感器的可行性和相应方法,设计并制备了两类基于碳纳米管的柔性应变传感器和基于新型微结构的柔性压阻传感器,并对两类传感器的力电性能进行了深入研究。首先,论文分析了影响多壁碳纳米管(MWCNTs)分散液性能的可能因素,设置了四组变量的对比分散实验。通过表征数据和实际应用情况发现:溶剂选用去离子水的分散液应用更加方便和安全;添加表面活性剂进行非共价改键能有效提高分散液浓度和稳定性;在50W-150W范围内,随着超声功率的增加,分散液浓度随之增加;在10-20min范围内,分散液浓度与超声时间成正比。基于此,实验确定采用60ml去离子水和适量表面活性剂分散20mg的MWCNTs,并在150W的超声功率和20min的超声时间下制备MWCNTs分散液。在得到MWCNTs分散液的基础上,采用喷涂工艺制备了碳纳米管的柔性应变传感器,并通过力学-电学测试平台进行了性能测试。测试表明,传感器的电学性能及力敏特性与制备工艺密切相关;在喷涂次数达到30次以上时,传感器具有导电性和应变响应,但有效应变范围很低,一旦应变超出此范围将导致传感器失效;而喷涂多次的传感器导电性更加优异,有效应变范围也相对较高。基于有效应变范围的区别,分别测试了少喷涂次数(低于55次)和多次喷涂(高于55次)传感器的灵敏度及线性度,结果表明:少喷涂次数的传感器灵敏度相对较高(6.846),线性度较低,随着喷涂次数的增加,灵敏度从6.846降低至2.158,而线性度从0.851增加到0.984,偏向于应用在微应变识别场景;多次喷涂的传感器灵敏度较低,线性度较高(0.996),且随着喷涂次数的增加,灵敏度继续降低至1.282,线性度则始终保持在高水准,适用于大应变线性监测领域。针对表面压力的高灵敏传感要求,创新性地设计了基于MWCNTs金字塔阵列/图形化电极结构柔性压阻传感器,阐述了传感器的压力响应机理,并制备了传感器实物。传感器相关性能测试结果表明:器件具有突出的压力响应能力,响应时间为0.2s,且能在多次循环载荷下保持稳定的电学响应,具备良好的重复性;在低压范围(小于100Pa),传感器具有超高的灵敏度(-9.95kPa-1),是无结构传感器灵敏度的近100倍。并通过制备基于MWCNTs金字塔阵列/平坦电极的柔性传感器和平坦MWCNT导电层/平坦电极基柔性传感器,讨论了金字塔结构和图形化电极对传感器灵敏度的影响。研究结果表明:在低压范围(小于100Pa),基于MWCNTs金字塔阵列/平坦电极的柔性传感器灵敏度是-5.13kPa-1,平坦MWCNT导电层/平坦电极基柔性传感器灵敏度为-0.1kPa-1,通过讨论叁种结构传感器的导电机制,揭示了金字塔结构和图形化电极对灵敏度的提升分别为50倍和近2倍。(本文来源于《电子科技大学》期刊2017-04-01）
新型[8]（2016）在《苏州纳米所研发新型可穿戴离子型无源力学传感器取得新进展》一文中研究指出随着可穿戴设备的爆发式发展,与其密切联系的可穿戴传感技术也迅速发展。目前研究较多的柔性力学传感器主要为电阻型和电容型,它们不易检测出不同方向的力学变形,不利于复杂多维运动的监测。日前,中科院苏州纳米所陈韦研究团队发展了基于离子压电效应的可穿戴离子型无源力学传感器,并且实现了对于人体多尺度多维活动的实时监测。相关成果发布于《微尺度》。这种离子型传感器以贵金属材料或者石墨烯材料作为电极材料,以离子液体作为电解质。在受到力学形变作用(本文来源于《化工新型材料》期刊2016年09期）
[9]（2016）在《研发出新型可穿戴离子型无源力学传感器》一文中研究指出随着可穿戴设备的爆发式发展,与其密切联系的可穿戴传感技术也迅速发展。目前研究较多的柔性力学传感器主要为电阻型和电容型,它们不易检测出不同方向的力学变形,不利于复杂多维运动的监测。日前,中科院苏州纳米所陈韦研究团队发展了基于离子压电效应的可穿戴离子型无源力学传感器,并且实现了对于人体多尺度多维活动的实时监测。相关成果发布于《微尺度》。(本文来源于《电子世界》期刊2016年15期）
陈尧森[10]（2016）在《基于嵌入式的高精度力学传感器设计与实现》一文中研究指出通信技术和自动化技术快速发展的今天,传感器也变得越来越智能。模拟传感器传输距离短,抗干扰能力差,使用不方便等缺点触发了将模拟传输转变为数字传输的方式。但国内外数字传感器价格昂贵,并且大多只能单一测量。在工业自动化发展的今天,越来越多的要求传感器具备高精度、高可靠性、抗干扰能力强、灵敏度高。多点测量的需求要求传感器能够方便快速的组合成简单的网络实现阵列测量。本文基于嵌入式技术提出一种高精度力学传感器系统,不仅仅避免了模拟传输数据的缺点,还具有较高的性价比。同时在使用时可以很方便的组合成简单的传感器网络,实现阵列测量。采用压阻式应变片原理设计的力学传感器探头,进行模拟电路的温度补偿和零点漂移的补偿,在处理器上加入数字滤波等技术提高了系统的精度和重复性。本文首先对力学敏感单元做了详细研究,特别研究了压阻式力学传感器的测力原理。详细介绍了传感器拟合的最小二乘法原理以及制约压阻式传感器最重要的一个问题—温度漂移。详细分析了外部干扰和内部噪声对压阻式传感器系统的影响以及解决方案。提出了低噪声信号处理的方法斩波方法技术和模数转换技术。随后,本文从实际出发,详细设计了基于嵌入式的高精度力学传感器的硬件电路。电源设计是硬件电路的基础,不仅为各个模块提供能量,同时影响着整个电路的性能。通过逐级转换,为电路各个模块提供不同的电压。微处理器单元是整个模块的核心处理单元,介绍了基于STM32的微处理器的外围电路的搭建。硬件电路采用RS232通信接口和RS485通信接口。在满足单个传感器可以通过RS232直接和上位机相连的情况下,RS485还支持总线连接。这样极大的拓宽了传感器的应用范围。前端模式信号处理是整个压阻式传感器中信号采集的核心部分。采用24位的AD7192芯片与前端桥式电路进行差分连接,减小采用外部运放而有可能的引入的误差。另外,基于硬件电路,本文还详细介绍了基于STM32的嵌入式软件开发平台。根据实际情况,详细分析了嵌入式软件的整个架构。在基于命令式开发的基础上,设计了相关软件协议。同时详细介绍了相关数据处理的算法。本文采用的相关软件硬件结合的方式实现了高精度嵌入式传感器系统。(本文来源于《电子科技大学》期刊2016-04-01）
力学传感器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
力学传感器是将各种力学参量转换为电信号的器件。应用于高温极端环境下测量的高温力学传感器,尤其是高温压力传感器和高温应变传感器,在航空航天、石油化工、武器装备以及汽车能源等领域发挥着巨大作用。长久以来,世界各国都很重视高温力学传感器的研发工作,在这一传感器领域投入了大量的人力和物力。目前,我国在高温力学传感器领域的研究仍比较落后,高端高温力学传感器主要依赖进口,国产传感器只占据中低端市场,更无法满足众多高温现场愈加苛刻的温度要求。因此,加速开发高端高温力学传感器,对促进国民经济发展、打破国外行业垄断,意义重大。声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)传感器具有体积小、精度高、可无源无线的特点,长期受到人们的关注,符合未来传感器技术的发展趋势。随着氮化铝(AlN)压电薄膜和硅酸镓镧(LGS)压电单晶等耐高温压电材料被开发出来,基于这些材料的声表面波高温传感器技术也展现出巨大的前景。本论文针对声表面波高温力学传感器研究中的科学和技术问题,基于耐高温的氮化铝压电薄膜材料,研发了拥有多个声波模态和更高测试灵敏度、可用多种方案实现温度补偿和力学参量测量的声表面波高温应变传感器和高温压力传感器。本论文的主要工作包括:(1)首先介绍了基于各种工作原理的高温压力传感器和高温应变传感器和基于各种耐高温压电材料的声表面波高温传感器的发展现状,指出研发声表面波高温压力传感器和高温应变传感器的可行性和高温潜力。(2)讨论了声表面波在固体介质表面的激发与传输理论,分别介绍了瑞利波和兰姆波及其传播特性,论证了通过控制氮化铝层下面衬底的厚度有可能在声表面波器件中既能激发出瑞利波,又能激发出多个声波模态的兰姆波。(3)分别介绍了应变传感器和压力传感器的测量原理、传感器中应变灵敏度和压力灵敏度的分析方法,讨论了常用的温度补偿方案并提出了新型的有望提高测量灵敏度的双通道温度补偿方案;给出了双通道温度补偿和应变/压力测量的具体实现方案,并分别设计了用于应变和压力测量的谐振器式的声表面波传感器芯片;用COMSOL软件仿真确认了传感器芯片能激发出瑞利波和多个模态的兰姆波,初步验证了芯片设计的有效性。(4)利用磁控溅射工艺成功制备了AlN压电薄膜并进行了材料表征,初步研究了钪(Sc)掺杂的AlN压电薄膜的磁控溅射制备工艺;结合MEMS加工工艺对声表面波传感器芯片结构做了优化,并完成了芯片的MEMS加工,主要涉及AlN保膜沉积、Mo叉指换能器制备、SiO_2抗氧化层制备工艺、背面深硅刻蚀等工艺。(5)制作了双芯片的声表面波高温应变传感器,设计并搭建了高温拉伸应变测试平台;在室温下测试了两个芯片的静态特性,确认芯片中存在明显的四种声波模态,即瑞利波(Rayleigh wave)、A_4模态兰姆波(A_4 mode Lamb wave)、S_4模态兰姆波(S_4 mode Lamb wave)和S_5模态兰姆波(S_5 mode Lamb wave);测试对比了各个声波模态在室温下的应变响应特性,发现叁个模态兰姆波的应变响应参数均优于瑞利波,其中芯片a中的S_4模态兰姆波表现出最佳的灵敏度和分辨力;针对在250℃高温且温度不断波动的环境下单个芯片无法准确测量拉伸应变的问题,提出了“同时使用芯片a中的瑞利波和S_4模态兰姆波进行拍频计算”和“同时使用芯片a和芯片b中的S_4模态兰姆波进行拍频计算”两种温度补偿和应变测量方法,理论计算和实际测试均表明,这两种方案均能实现应变量的准确测试,且应变灵敏度比使用单个芯片、单声波模态时明显提高。(6)制作了双芯片的声表面波高温压力传感器,设计并搭建了高温压力测试平台;室温下的静态测试表明两个芯片中均只有A_4模态兰姆波、S_4模态兰姆波和S_5模态兰姆波,瑞利波不明显;测试对比了各个声波模态在室温下的压力响应特性,发现芯片a中的S_4模态兰姆波表现出最佳的灵敏度和分辨力;针对传感器在250℃高温且温度不断波动的环境下无法准确测量高温气压的问题,提出了“同时使用芯片a和b中的S_4模态兰姆波进行拍频计算”的方法,实际测试表明,该方案可以实现高温温度波动环境下的压力测试,但压力测试的灵敏度较使用单芯片、单声波模态时发生了下降。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
力学传感器论文参考文献
[1].李俊.基于传感器的教学演示实验的探索与实践——力学传感器在拱形桥教学设计中的应用[J].物理教学探讨.2019
[2].窦韶旭.基于氮化铝压电薄膜的声表面波（SAW）高温力学传感器研究[D].重庆大学.2018
[3].付成花.微纳悬臂梁力学传感器弯曲振动模式的光学测量[D].中国科学技术大学.2018
[4].田明伟,李增庆,卢韵静,朱士凤,张宪胜.纺织基柔性力学传感器研究进展[J].纺织学报.2018
[5].秦宁.导电聚合物/聚氨酯基复合材料力学传感器的制备及性能研究[D].哈尔滨工程大学.2018
[6].夏蕾.红色荧光蛋白力学传感器和基于smFRET的单分子酶促反应的研究[D].南京大学.2017
[7].李响.基于碳纳米管的柔性阻变力学传感器制备与性能研究[D].电子科技大学.2017
[8].新型.苏州纳米所研发新型可穿戴离子型无源力学传感器取得新进展[J].化工新型材料.2016
[9]..研发出新型可穿戴离子型无源力学传感器[J].电子世界.2016
[10].陈尧森.基于嵌入式的高精度力学传感器设计与实现[D].电子科技大学.2016