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幸运时时彩硅材料新应用——可用于测量电场强度的新型传感器
作者:幸运赛车 发布日期:2018-02-13

  近日,来自奥地利维也纳技术大学的研究小组成功开发出了一种可用于测量电场强度的新型传感器,与传统设备相比,这种传感器体积更小,更简单,而且更不容易出现失真情况。

  准确测量电场强度大小对于天气预报,工业机械过程控制,以及确保高压输电线路工作人员的安全等多种应用都具有非常重要的意义。然而,从技术的角度来看,这并非是一件非常容易的事。

  近日,来自奥地利维也纳技术大学的研究小组打破了迄今为止所有其他测量设备一直所遵循的设计原理,并且已经开发出了一种硅基传感器作为微机电系统(MEMS)。通过与多瑙河大学克雷姆斯综合传感系统部门共同合作、设计出的这款新型传感器具有许多优点,其中最主要的优点之一就是其不会扭曲或影响当前正在测量的电场。

  目前,该研究小组已经将其研究成果以论文的形式发表在了著名电子期刊《Nature Electronics》上,该论文中有关于该新型传感器的详细介绍。

  “目前,用于测量电场强度的设备一般都有一些显着的缺点”,来自传感器和执行器系统研究所(维也纳技术大学电气工程学院)的Andreas Kainz解释道:“这些器件或多或少都含有带电的部件,导电金属部件可能会显着改变被测量的电场,如果器件也必须接地以提供测量的参考点,这种效应则会变得更加明显。因此,这样的设备往往相对是不切实际并且难于运输的”。

  维也纳技术大学研究团队开发出的这款新型传感器主要由硅材料制成,其理论是基于一个非常简单的概念之上:将尺寸仅为几微米的小型网格硅结构固定在小弹簧上。当其中的硅材料暴露在电场中时,只需要对该硅晶体施加微小作用力,就会使弹簧发生稍微压缩或延伸。

  现在人们需要的是使这些微小的运动变得可见,为此研究人员已经设计了一种光学解决方案:使位于可移动硅栅格上方的附加栅格整齐精确的排列,以致一个栅格上的栅格开口被另一栅格掩盖。当存在电场时,可移动结构会稍微偏离固定栅格,使光线能够穿过开口处。随后对这种光进行测量,由此可以通过适当校准的装置来计算电场的强度。

  这种新型的硅传感器不会测量电场的方向,但却能够精确测量它的强度。它可以用于高达1千赫的相对较低频率的场地测量。Andreas Kainz说道:“使用我们研发的这种传感器原型,我们能够可靠地测量每米电压低于200伏的弱磁场。这意味着我们的系统已经在与现有产品大致相同的水平上运行,而且它起来体积明显更小,更简单。此外,这款传感器还具有很大的改进潜力。其他一些测量方法已经很成熟了,而我们的新方法、新技术才刚刚开始,幸运时时彩将来在许多领域内,我们的微机电传感器肯定会具有更好的测量结果”。