文档介绍：西南交通大学研究生学位论文年姓专二零一一年谠一苓一一,牛孓月国内图书分类号:国际图书分类号:密级:公开
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学位论文储躲耐灞指导老师签名:下≥磊槐C苣福褂帽臼谌ㄊ椤期:学位论文版权使用授权书西南交通大学日期:潭⒍唷本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于C芸冢年解密后适用本授权书;在以上方框内打“√
讨礴日期:沙多,、ⅰ:首先,利用弹性力学薄板理论和热弹性力学分析了双层薄膜温度传感器中两层薄膜相互作用的力学理论模型,推导出传感器的等效温度荷载,推导出双层薄膜弯曲的微分方程,并对双层薄膜的弯曲刚度做出了修正,最终导出了双层薄膜温度传感器的输出表达式。同时,对于复合微梁温度传感器,分析了复合微梁因热失配应力而弯曲时硅微梁表面应力的分布。进而推导出了复合微梁温度传感器输出的表达式。最后,依据传感器理论的模型,分析了传感器器件尺寸对性能的影响,并在此基础上对两种温度传感器的尺寸参数进行了初步设置。本人郑重声明:所呈交的学位论文,是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:
摘要西南交通大学硕士研究生学位论文第温度是最基本的物理量之一。随着社会的发展,在科学研究、工农业生产、日常生活等许多领域都涉及到温度的测量和温度传感器。由于传感器相较传统的传感器有体积小、功耗低、灵敏度高、便于与相集成等优点,基于技术的温度传感器已成为近年来一个新的发展方向。在此背景下,本文提出了两种基于硅压阻效应的新型温度传感器:棺枋組ú惚∧の露却ǜ衅鳎压阻式复合梁温度传感器。压阻式双层薄膜温度传感器是由表面制有压敏惠斯通电桥的硅微桥和淀积在其表面的温敏聚合物薄膜构成。温敏聚合物薄膜在温度变化时发生膨胀变形,将带动硅微桥发生变形,使其中的压敏电阻阻值改变,从而可以通过惠斯通电桥实现温度一电压的转换。文中利用弹性力学薄板理论和热弹性力学分析了双层薄膜温度传感器中两层薄膜相互作用的力学理论模型,推导出传感器的等效温度荷载,推导出双层薄膜弯曲的微分方程,并对双层薄膜的弯曲刚度做出了修正,最终导出了传感器的输出表达式,结果表明传感器的输出与被测环境温度成线性关系。基于该理论模型,分析了传感器结构尺寸与性能的关系:如果采用较厚、较大的温敏聚合物薄膜和较薄的硅微桥,相应的传感器会具有较大的灵敏度。复合微梁温度传感器采用由两种不同材料组成的双层微梁结构,其中下层为表面制有惠斯通压敏电桥的硅微梁。当温度变化时,梁的各层材料因热膨胀系数失配而产生的温度应力会使梁弯曲变形,位于硅微桥表面的压敏电桥将此变形转换为电压输出,达到检测温度的目的。文中应用材料力学知识分析了复合微梁弯曲时硅微梁表面的应力分布,并由此导出了传感器的输出表达式,结果表明传感器的输出与被测环境温度成线性关系。基于该理论模型,分析了传感器结构尺寸及材料选择与性能的关系:如果双层复合微梁采用厚度较薄且热膨胀系数差异较大的材料,相应的传感器会具有较大的灵敏度。最后,本文在理论模型的基础上,分别对两种温度传感器的结构尺寸做了初步的关键词温度传感器;压阻;硅微桥;聚合物薄膜;复合梁:硅微梁;设置。
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与传感器技术的结合⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.本文研究目的和主要内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.论文的组织结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第卵棺枋轿露却ǜ衅鞯脑怼固体的热膨胀和温度应力⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...棺枋剿ú惚∧ú惚∧⒘⒘何露却ǜ衅鞯幕驹怼本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..第滤ú惚∧の露却ǜ衅骼砺勰P头治觥弹性力学薄板小挠