微型壓式傳感器由于其小巧精密的特性,在諸多領(lǐng)域用于測量不同類型的力。我將從工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療、科研等場景,為你梳理它能夠測量的力的類型。
工業(yè)制造領(lǐng)域
精密裝配力測量:在電子產(chǎn)品制造中,如手機芯片的貼片工藝。微型壓式傳感器可安裝在貼片設(shè)備的吸嘴部位,測量芯片貼片過程中的壓力。由于芯片極為精密,對貼片壓力要求嚴苛,壓力過大可能損壞芯片,過小則會導(dǎo)致貼片不牢固。通過測量這個壓力,能實時調(diào)整設(shè)備參數(shù),確保貼片質(zhì)量,該壓力通常在幾克到幾十克之間。
材料測試力監(jiān)測:在材料研發(fā)和質(zhì)量檢測中,需要測試材料的抗壓強度等性能。微型壓式傳感器可用于小型材料樣本的測試,例如新型塑料薄膜的抗壓測試。將薄膜樣本放置在測試裝置中,傳感器測量施加在薄膜上逐漸增大的壓力,直至薄膜破裂,從而獲取材料的抗壓極限,這個測試過程中力的范圍根據(jù)材料不同,從幾牛頓到數(shù)百牛頓不等。
醫(yī)療健康領(lǐng)域
血壓測量:在可穿戴式血壓監(jiān)測設(shè)備中,微型壓式傳感器發(fā)揮著關(guān)鍵作用。當(dāng)設(shè)備佩戴在手腕等部位時,傳感器測量動脈血管因心臟跳動而產(chǎn)生的壓力變化。心臟收縮時,動脈血壓升高,傳感器感知到壓力增加;心臟舒張時,血壓降低,傳感器測量值隨之下降。通過對這些壓力變化的持續(xù)監(jiān)測和分析,設(shè)備能夠計算出收縮壓和舒張壓,測量的壓力范圍一般在幾十毫米汞柱到兩百多毫米汞柱。
微創(chuàng)手術(shù)力反饋:在腹腔鏡等微創(chuàng)手術(shù)中,醫(yī)生使用的器械末端會安裝微型壓式傳感器。手術(shù)過程中,器械接觸組織時產(chǎn)生的壓力被傳感器測量,然后反饋給醫(yī)生。例如,在分離組織時,醫(yī)生需要感知器械施加的力,避免用力過大損傷周圍組織。傳感器測量的力范圍根據(jù)手術(shù)類型和操作部位不同,從幾克力到幾百克力,幫助醫(yī)生更精準地進行手術(shù)操作。
日常生活與消費電子領(lǐng)域
觸摸屏壓力感應(yīng):一些高端智能手機和平板電腦采用了壓力感應(yīng)觸摸屏技術(shù),其中就運用了微型壓式傳感器。當(dāng)用戶用不同力度觸摸屏幕時,傳感器測量觸摸點的壓力。比如在繪圖應(yīng)用中,用戶用力按壓屏幕,傳感器感知到壓力增大,系統(tǒng)會相應(yīng)地使繪制的線條變粗,壓力范圍一般在幾克力到幾十克力,為用戶帶來更豐富的交互體驗。
電子秤稱重:便攜式電子秤常使用微型壓式傳感器來測量物體重量。當(dāng)物體放置在秤盤上,重力轉(zhuǎn)化為對傳感器的壓力。傳感器測量這個壓力,并根據(jù)預(yù)先校準的壓力與重量的對應(yīng)關(guān)系,計算出物體的重量,可測量的重量范圍從幾克到幾十千克,滿足人們?nèi)粘7Q重的不同需求。
航空航天與科研領(lǐng)域
航空發(fā)動機部件受力監(jiān)測:在航空發(fā)動機的研發(fā)和運行監(jiān)測中,微型壓式傳感器用于測量發(fā)動機內(nèi)部部件的受力情況。例如,測量渦輪葉片在高速旋轉(zhuǎn)時所承受的離心力和氣流壓力。這些力對于發(fā)動機的性能和安全性至關(guān)重要,傳感器測量的力可達數(shù)千牛頓甚至更高,為發(fā)動機的優(yōu)化設(shè)計和故障診斷提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
微觀力學(xué)研究:在科研領(lǐng)域,對于微觀尺度物體的力學(xué)研究需要高精度的測量。微型壓式傳感器可用于測量微小顆粒之間的相互作用力,如納米粒子在溶液中的團聚力。這種力非常微弱,通常在皮牛頓到微牛頓量級,通過測量這些力,有助于深入了解微觀世界的物理現(xiàn)象和化學(xué)反應(yīng)過程。