人物在压力传感器与检测仪表的发展历程及应用中探索传感器应用举例及原理
在现代工业设备中,压力传感器与检测仪表扮演着不可或缺的角色。压力传感器作为一种将非电量转化为电信号的器件,其精确性和稳定性对于工业生产过程的控制至关重要。而检测仪表则在模拟电子技术的支持下,通常包含传感器、检测点取样设备、放大器(用于抗干扰处理及信号传输),以及电源和现场显示部分(可选)。电信号主要分为连续量和离散量两种,但实际上还可细分为模拟量、开关量、脉冲量等。模拟信号传输通常采用统一信号标准,如4-20mA DC等。
在数字化时代的浪潮中,检测仪表经历了显著的技术革新与迭代发展。近年来,多采用ASIC(专用集成电路)技术,并将传感器、微处理器及网络接口集成在一个器件中,实现信息获取、处理、传输、存储等功能的一体化。在自动化仪表领域,检测仪表常被称为变送器,例如问题变送器、压力变送器等。这些变送器不仅提升了测量精度和稳定性,还实现了数据的实时传输和远程监控,为工业生产过程提供了强有力的技术支持。
压力传感器的历史可追溯到70多年前,其发展历程可以划分为以下四个阶段:
发明阶段(1945-1960年)
这一阶段以1947年的双极性晶体管发明为重要里程碑。这一阶段制作出的早期压力传感者最小尺寸约为1cm。
发展阶段(1960-1970年)
随着硅扩散技术进步,将应变电阻扩散在晶面上形成薄而坚韧的硅弹性膜片,这种形式称之为硅杯。这种形式具有体积小、高灵敏度、高稳定性低成本便于集成化等优点,为商业化奠定基础。
商业化阶段(1970-1980年)
这一阶段基于硅杯扩散理论,以各向异性腐蚀技术得到了广泛应用,可以自动控制硅膜厚度,从而实现大规模商业化生产降低成本。
微机械加工阶段(1980年至今)
自上世纪末纳米技术出现,可通过计算机精确控制加工出结构型压力传感其线度甚至可以控制在微米级范围内,使得压力进入微米级时代,该工艺推动了微型高精密发展。
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