人物在探索压力传感器与检测仪表的发展历程及应用时发现其广泛应用于生活各个方面

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  • 2025年02月28日
  • 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

人物在探索压力传感器与检测仪表的发展历程及应用时发现其广泛应用于生活各个方面

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。

压力传感器从70多年前就开始发展,其历史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。这一段时间内,将半导体材料特殊性质应用于制作早期的压力传感者。此时,由于硅与锗具有不同程度对外部应力的响应能力,当外部力量作用于半导体材料时其电阻会发生变化,这种现象被称作应变效应或是应阻效应,从而通过将该效应转换成电流进行测量。这一阶段制作出的最小尺寸约有1厘米。

发展阶段(1960-1970年)

随着硅扩散技术不断进步,可以直接选择合适晶向,在硅面上扩散出适合加工形状的小型薄膜片,这种形式叫做硅杯。在这种类型下的硅杯式产品具有体积小重轻、高灵敏度、高稳定性低成本便于集成化,有助于商业化开发奠定基础。

商业化阶段(1970-1980年)

这一期间基于原先理论推动了一系列高级工艺,比如各向异性的腐蚀方法,使得能同时控制多个方向上的硅膜厚度,从而提高产能降低成本,最终促成了大规模商业生产。

微机械加工阶段(1980年代至今)

自纳米科技出现后,以此进行精密制造使得可以创造结构类似微观模型大小的大型机制品,使得整个行业进入微型时代,对待每一个细节都要求极高标准,不断追求更高性能更小尺寸,更快速度更安全稳定的产品质量要求,是这场科学革命的一个关键驱动因素之一。