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传感器的历史
发布时间:2020-08-26 19:11 来源:未知 点击次数:

  传感器的历史 压力测量的历史 1594 伽利略出生在比萨(意大利) ,他获得了用泵将河水抽到陆地灌溉的这种机器的专利。 泵的核心是一个注射器。伽利略发现,水在抽水机中最高能上升到 10 米,但为何会产生这 种现象不得其解,此后,许多科学家都致力于找出产生这种现象的原因。 1644 意大利物理学家托里切利(rorr)在一个 1 米长一端密封的管子中加满水银,将它垂 直放置,敞开的管口倒立进入水银槽中,水银柱始终是下降到 76 公分左右,水银柱最上方 留下一些空间。 托里切利认为产生这种现象的原因是来自地表的一种无法探知的力量。 他得 出的结论是,管子顶部的空间是空的,没有任何东西存在,可以把它称为“线 在听到的托里切利实验后,法国物理学家、哲学家及数学家帕斯卡,一直致力于寻找 伽利略和托里切利的研究结果的原因, 他坚信是上方空气重量产生的力量压使水银柱保持在 760 毫米。 因此在山上,山谷和山脉间空气的重量一定会使压力减少。他预言,水银柱的 高度会降低, 他在法国中部的多姆山进行了实验证实了这个观点, 他可以根据水银柱下降的 高度计算空气的重量,帕斯卡尔还用公式阐明了这种力量,他称之为“压力” ,它平均分布 于四面八方。 1656 奥托·冯·格里克出生在德国的马德堡。托里切利的真空或“虚无”的结论与“大自然厌恶 真空” (即自然界不存在真空)的教义相悖,因此受到了教会的抨击。格里克研发出新的抽 气机(活塞式抽气机)以抽空更大的容量,在马德堡上演了一场戏剧性的试验,他使用了凡 士林将两个金属半球拼在一起, 再将中间的空气抽尽, 各用八匹马向两侧拉动都不能将它们 分开。 1661 盎格鲁爱尔兰化学家罗伯特·波义耳,使用一端封闭的“J”形管研究压力和定量气体体 积之间的关系,并提出 Px V = K 定律(P:压力,V:气体体积,K:常量) 。这就意味着, 如果一个已知在规定的压力下气体的体积, 在定量定温的条件下, 如果气体的体积发生改变, 则可算出压力。 1820 近 200 年后,法国物理学家和化学家约瑟夫·路易斯·盖·吕萨克研究发现,一定质量的 某种气体,在压强不变的情况下,体积与热力学温度成正比。20 年后,威廉汤姆森 (开尔文 勋爵)定义了绝对温度。 机械测量技术 1843 法国科学家路辛·维蒂, 发明并制造了无液膜盒气压计, 它用弹簧平衡代替液体来测量 大气压力,弹簧在测量仪表中受压力作用而伸长。波登(Bourdon Sedeme 公司创始人)使 用维蒂的指示器方式,于 1849 年获得用于更高压力的弹性金属曲管式压力计的专利权。 电气测量技术 1930 第一个压力传感器是转导机制,其中隔膜的运动、波登的弹性金属曲管是电气量的一 部分,压力膈膜充当某个电容的一部分,指针是电位计的滑动端。 1938 加州理工学院的西蒙斯(E.Simmons) 和麻省理工学院的鲁奇(A.Ruge)分别独立研制出 了(粘贴型纸基)电阻应变计,西蒙斯更快地申请了专利。 1955 第一个设计出的箔式应变片中有一个整合的全方位桥式电路。如果将其固连在一个隔 板上,在边缘和中心会显现出相反的压力。 1965 测量器具与隔板的固连常常是导致迟滞和不稳定的原因。 20 世纪 60 年代, 在 塔森推 出了具有良好的稳定性和低磁滞的第一代薄膜传感器。 今天, 该技术在高压市场扮演着主要 的角色。 1973 William R. Poyle 申请了以玻璃或石英为基础的电容传感器专利,凯维力科公司的鲍 勃·贝尔在陶瓷的基础上申请了专利, 几年后也就是 1979 年。 这项技术弥补了低压力范围差 距(薄膜所不适合的) 。今天也如此,陶瓷隔板的电阻也是如此,在非良性的媒体中可谓最 广泛的传播技术。 传感器时代 1967 霍尼韦尔研究中心位于美国的明尼阿波利斯市,1967 年,齐亚斯和约翰·伊根申请了 边缘约束的硅膜片的专利。1969 年,凯勒申请了批量预制硅传感器的专利,该技术得益于 IC 技术的飞速进展。 现代传感器的重量通常是 0.01 克, 如果所有非结晶隔膜本来就存在滞后性, 今天的手段无 法检测这一项目精度的限度。 2000 压阻技术是最普遍的一种技术,它在绝对模式、表压模式和差压模式中的测量范围一 般可达到 1000 毫巴至 1500 巴。该技术在“non-benign media”的高容量应用的推广较慢 的主要原因在于美国的公司一直没有能够开发出合适的壳。在 30 年中,Keller 公司使它实 现了相比任何其他技术的成本最优化。

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