一个3D直流电场测量仪,基于使用高度敏感方案包装的传感器芯片
Pengfei Yang1, Xiaolong Wen2, Xiaonan Li1
1Beijing Key Laboratory for Sensors, School of Applied Science, Beijing Information Science and Technology University, Beijing 100192, China.
Micromachines
|April 26, 2025
概括
一个新的3D电场计 (EFM) 使用MEMS技术提高稳定性和灵敏度. 这种无线设备的灵敏度比以前的设计高4.64倍以上,在各种条件下具有出色的准确性.
科学领域:
- 电气工程 电气工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 精确测量直流电场在各种科学和工业应用中至关重要.
- 现有的基于MEMS的电场计面临着灵敏度,稳定性和地面潜在干扰的挑战.
研究的目的:
- 开发一种具有提高灵敏度,稳定性和精度的新型3D直流电场计 (EFM).
- 克服现有的MEMS EFM的局限性,特别是地面潜在效应和振动干扰.
主要方法:
- 在3D配置中使用了三个相同的1D MEMS芯片.
- 在MEMS芯片设计中内置了刚性框架和条形梁,以保持振动稳定.
- 实施的内凸包装盖可以提高灵敏度和无线传输,以消除潜在的地面冲击.
主要成果:
- 实现了至少比之前报告的MEMS 3D EFMs高4.64倍的灵敏度.
- 在所有旋转态度中显示了2.2%的最大相对偏差.
- 即使在高湿度条件下,线性也保持在1%以内,单轴分辨率低于10V/m.
结论:
- 拟议的3D MEMS EFM在电场测量技术方面取得了重大进展.
- 综合设计和新型MEMS结构提供了卓越的性能,准确性和可靠性.
- 该设备适用于需要精确直流电场检测的苛刻应用.
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