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基于光学读出的微悬臂梁温度传感器研制
引用本文:邬林,吴定强,张青川.基于光学读出的微悬臂梁温度传感器研制[J].实验力学,2012,27(6):696-702.
作者姓名:邬林  吴定强  张青川
作者单位:1. 中国科学技术大学中科院材料力学行为和设计重点实验室,合肥,230027
2. 大庆油田测试技术服务分公司,大庆,163453
基金项目:国家自然科学基金(批准号:11127201、11072233)资助的课题
摘    要:为实现对环境温度的高分辨率、快速、准确测量,设计制作了一种基于光学读出的微悬臂梁温度传感器.由于组成微悬臂梁的两种材料——金和氮化硅热膨胀系数的差异,在温度变化时,梁内部会产生热应力导致其弯曲变形.不同温度下梁的弯曲变形量不同,利用光杠杆方法检测出此变形,经标定后就能实现环境温度的准确测量.实验中设定系统光臂长度为25mm,采用商业化三角形微悬臂梁(长200μm、宽40μm、氮化硅层厚0,6μm,金层厚60nm)对传感器进行了测试,实验结果显示其测量重复性好,温度分辨率达到0.02℃.对于特定尺寸的微悬臂梁,通过优化其双材料厚度比,温度分辨率可达10-4℃,可用于环境温度的精密测量.

关 键 词:微悬臂梁  温度传感器  光杠杆  高分辨率  热应力
收稿时间:3/5/2011 12:00:00 AM

Development of a Microcantilever Temperature Sensor Based on Optical Readout
WU Lin,WU Ding-qiang and Zhang Qing-chuan.Development of a Microcantilever Temperature Sensor Based on Optical Readout[J].Journal of Experimental Mechanics,2012,27(6):696-702.
Authors:WU Lin  WU Ding-qiang and Zhang Qing-chuan
Institution:University of Science and Technology of China, Key Laboratory of Mechanical Behavior and Design of Material of Chinese Academy of Sciences, Hefei 230027, China;Daqing Logging & Testing Services Branch, Daqing 163453, China;University of Science and Technology of China, Key Laboratory of Mechanical Behavior and Design of Material of Chinese Academy of Sciences, Hefei 230027, China
Abstract:
Keywords:microcantilever  temperature sensor  optical lever  high-resolution  thermal stress
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