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日本橫河電機YOKOGAWA高精度諧振式壓力傳感器的結構

YOKOGAWA橫河電機是工業自動化與測試與測量解決方案的*供應商。將優越的技術與工程服務，項目管理和維護相結合，YOKOGAWA橫河電機提供現場驗證的運行效率，安全性，質量和可靠性，YOKOGAWA橫河電機認為，AR技術可以幫助解決人為錯誤的問題。通過將這項技術與近年來迅速發展的移動技術相結合，并將其用于制造工廠，YOKOGAWA橫河電機旨在減少人為錯誤，提高現場工作的安全性和效率。我們把這個概念稱為“工業AR”，正在與客戶合作，共同創造未來的愿景，開發技術來實現。 YOKOGAWA橫河電機產品范圍：YOKOGAWA分析儀、YOKOGAWA發電機、YOKOGAWA電源、YOKOGAWA濁度計、YOKOGAWA傳感器、YOKOGAWA溫度變送器、YOKOGAWA差壓變送器、YOKOGAWA流量計、YOKOGAWA壓力變送器、YOKOGAWA溫度控制器等系列產品。

應變傳感器又稱應變計（strain gauge）是一種常用的傳感器，它利用了彈性材料（金屬、合金、半導體或者金屬陶瓷）的壓阻特性來檢測被測結構的正應變與剪切應變，它*應用 于結構健康監測中，覆蓋的應用領域包括土木工程、機械、航天、醫療以及可穿戴系統等。

相比于傳統的應變片，硅基諧振式應變傳感器具有靈敏度高、溫漂小、準數字化輸出、抗干擾能力強等特點，是一類高性能的應變傳感器。

硅基諧振式應變傳感器一般采用雙端固支音叉結構（Double Ended Tuning Fork，DETF）的諧振式傳感器。通過將兩根雙端固支梁并聯，并使兩根梁的振動反相，形成音叉結構，來獲得較高的品質因數（Q值）。

目前，硅基諧振式應變傳感器的主要問題在于，硅微機械結構受空氣阻尼的影響較大，在常壓下難以獲得較高的Q值，必須采用真空封裝，而目前較成熟的微機械真空封裝技術一般需要超過400度的高溫工藝或者需要使用低滲透率的封裝材料并結合吸氣劑，這兩類工藝與硅基諧振式應變傳感結構的兼容性較差。

日本橫河電機株式會社YOKOGAWA研制的YOKOGAWA高精度諧振式壓力傳感器中采用了一種H型諧振式應變敏感結構。該結構采用均質的H型梁，通過電磁驅動使H型梁的4個臂振動，通過電磁檢測振動頻率隨應力的變化。由于該結構為均質硅結構，沒有金屬引線，可以采用高溫的硅外延工藝實現真空封裝。但是，該結構必須采用電磁驅動、電磁檢測，當用作應變傳感器時，電磁鐵的封裝難度大。

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