最火新型MEMS电场强度传感器问世设计新颖无扣管机密封条核桃油精密轴休闲衫We

新型MEMS电场强度传感器问世 设计新颖无干扰

电场的精确测量，对于很多应用都非常重要，例如天气预报、工业设备的过程控制或者是高压电缆工作人员的安全问题等。然而从技术角度来说，精确的电场测量并非易事。

据电镀锡麦姆斯咨询报道，一支来自维也纳技术硅光电池大学（TU Wien）的研究团队突破当前其它测量设备所采用的设计原理，开发了一款硅基MEMS电场测量传感器。通过和克雷姆斯多瑙河大学（Danube University Krems）集成传感器系统研究院的合作，这款传感器的主要设计优势是它不会干扰正在测量的.高温热气冲出箱外10分危险电场。该研究成果发表于近期出版的Nature Electronics杂志。

MEMS电场传感器的具有22.4万员工测7.5.3 抗压强度和抗折强度级别由实验结果的平均值和最小值按表2判定量原理

“目前用于测量电场强度的设备具有一些显著的缺陷，” TU Wien传感器和执行器系统研究院的Andreas Kainz解释称，“这些设备均包含带电部件。在测量时，这些导电金属组件会显著影响被测电场；如果设备需要接地以提供测量参考值，那么这种影响会被进一步放大。”因此这种电场测量设备往往相对不太实用，并且运输也较困难。

TU Wien开发的这款MEMS传感器采用硅材料制造，并且基于非常简单的原理：一个微型弹簧，以及固定在该弹簧上用润滑气缸于测量微米量级移动的微型格状硅结构。当硅结构处于一个电场中时，在硅晶上会产生一定的作用力，使弹簧发生轻微的延展或压缩。

a. 这款MEMS电场传感器的测量原理：一个质量块（m）悬置于一个弹性元件（刚性k）上，而弹性元件固定于一个导电的固定框架上。当置于电场（E）中时，静电感应会在质量块上产生一个作用力（F es）。质量块在这个作用力下会产生一定的位移（δx），再利用光学原理对位移进行测量；b. 该器件的剖视图，展示了LED发射的光，可以穿过格状硅结构和孔洞之间的间隙，投射到下方的光电二极管上，质量块的移动改变了不透光区域和孔洞之间的间隙，从而改变了LED发射光能够到达光电探测器的进光量；c. 这款MEMS电场传感器的3D视图；d. 这款MEMS电场传感器的扫描电镜图

质量块细微的位移如何测量呢，研究人员设计了一种光学解决方案：在可动状硅结构的上方再设置一层状结构，上下两层状结构的孔金丝机洞精准的排列，上层的开孔和下层的不透光区域精确对准，也就是说今年4月在下层状硅结构没有发生位移时，LED光是无法穿透这两层硅结构的。当传感器置于一个电场中时，下层状硅结构在静电力作用下发生了位移，使上下两层状结构之间有了缝隙，LED光便能从缝隙中穿过到达下方的光电探测器上。通过测量进光量，利用合适的校准器件便能计算出这个电场的强度。

原型器件的精确度令人振奋

这款MEMS电场传感器不能测量电场的方向，但能够精确测量电场的强度，它可以测量从低频到高达1KHz的电场强度。“利用我们的原型传感器，可以高可靠地测量小于200伏特/米的弱电场，” Andreas Kainz说，“这意味着我们的系统已经与现有产品的性能相当，并且，我们的传感器更小、更简单。此外，这款MEMS传感器还有很大的改进空间。其它的测量方法已经是成熟的方案，我们的这款MEMS电场传感器才刚刚设计成型。未来，它肯定还能改进的更好。”