微型傳感器產業發展已進入新的常態,微型傳感器已成為衡量一個國家軍事、科技水平的重要標志。美國《福布斯》雜志認為,當前,甚至今后幾十年內,在影響、改變世界經濟格局和人們生活方式的10大科技領域中,微型傳感器名列首位。
在國內近5000家儀器儀表企業中,有1600多家不同程度地生產制造敏感元件及微型傳感器。國內各省市理工科大專院校、科研機構都不同程度地研發微型傳感器、小批量生產敏感元件及微型傳感器。由于非專業型企業比例較高,因此,在企業中微型傳感器只為附屬產品,產值相對較低,而且受重視程度不夠。無論哪種類型企業,微型傳感器產值過億元的僅占企業總數的13%,全國不足200家,產品種類齊全的專業廠家不足3%。現階段,我國市場主要應用的微型傳感器絕大部分仍要依賴于進口,主流市場產品依賴國外配套的情況尤為突出。
郭源生認為,未來,微型傳感器將圍繞工藝技術和應用兩大方向進行突破:一是敏感機理創新與突破,通過提高材料、工藝、微型化、產業化等基礎水平實現;二是智能化,功能集成化、模塊化、網絡化,通過搭建應用橋梁、突破瓶頸、拓展市場空間等手段實現。智能化的三大基礎核心技術是:MEMS工藝技術、無線網絡化技術以及微能量獲取技術。
著名電子元器件專家譚克研先生做了題為《基于力學模型的應變式扭矩微型傳感器的設計研究》的學術報告。譚克研在報告指出,隨著科學技術的發展,尤其是在機器人、汽車工業、機械加工等領域,越來越多地要求測量動態非電量或在運動過程中測量非電量,而微型傳感器處于被測對象與測試系統的接口位置,故對其性能的要求越來越高。應變式微型傳感器由在彈性元件上粘貼電阻應變敏感元件構成,廣泛應用于力、力矩、壓力及加速度等參數測量。
為了解決多維力微型傳感器各輸出通道之間相互耦合的問題,改善微型傳感器綜合性能,提高測量精度,譚克研針對典型彈性元件理論分析的基礎上,譚克研提出了5種應變式扭矩微型傳感器的實現形式,并對其應變、變形及扭振固有頻率進行了理論研究,分別建立了對應的力學模型。依據所建立的力學模型,以扭轉變形最小為目標函數,進行了彈性元件幾何尺寸的優化設計,并分析了不同形式的扭矩微型傳感器性能差異。
最后,譚克研設計了一種應變式扭矩微型傳感器,并對其進行了有限元仿真,仿真結果很好地驗證了所建立的力學模型,所建立的力學模型可以較好地解決應變式扭矩微型傳感器的設計計算問題。譚克研的精彩報告贏得了與會專家、企業代表的一致認可和高度贊譽。