【摘要】 本发明涉及微机电系统技术领域，公开了一种集成了外部封装壳体、敏感结构、处理电路的表面摩擦剪切应力传感器，所述表面摩擦剪切应力传感器由外部封装壳体、敏感结构和处理电路三个部分组成。所述敏感结构的上表面与传感器测试表面齐平，在表面摩擦剪切应力的作用下产生位移，梳齿结构将位移信号转化为电容信号，通过处理电路，将电容信号线性转化为电压信号后输出。整个传感器壳体的最大直径仅为15.4mm，长度25mm。利用本发明，能够有效地测试在超高音速气体流场下的表面摩擦剪切应力，传感器整体体积具有小型化的特点，并且在环境复杂的气体流场中有效地保护了敏感结构和处理电路。 【专利类型】发明申请 【申请人】南京理工大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】210094 江苏省南京市孝陵卫200号 【申请人地区】中国 【申请人城市】南京市 【申请人区县】玄武区 【申请号】CN201010565146.2 【申请日】2010-11-30 【申请年份】2010 【公开公告号】CN102109402A 【公开公告日】2011-06-29 【公开公告年份】2011 【授权公告号】CN102109402B 【授权公告日】2012-06-27 【授权公告年份】2012.0 【发明人】施芹; 苏岩; 裘安萍 【主权项内容】一种表面摩擦剪切应力传感器，其特征在于集成了外部封装壳体(100)、敏感结构(200)和处理电路(300)，外部封装壳体(100)由上壳体(110)、下壳体(120)连接而成，上壳体(110)分为从上到下内径逐步增大的三段腔体，敏感结构(200)固定在上层PCB板(310)上，敏感结构(200)和上层PCB板(310)作为一个整体安装在上腔体内，敏感结构(200)的上表面构成传感器测试表面(101)，该测试表面(101)与上壳体(110)上端面(113)齐平，且敏感结构(200)周围通过填充胶(130)填充，处理电路(300)分别设置在上下层PCB板(310、320)上，下层PCB板(320)安装在下腔体内，上下层PCB板(310、320)通过导线(330)连接，下壳体(120)上加工一个与外部连接的固定装置(122)，测试导线(340)一端连接下层PCB板(320)，另一端穿过下壳体(120)的通孔(121)与外部测试设备连接；处理电路(300)包括载波发生电路(390)、差分放大电路(360)、解调电路(370)和低通滤波电路(380)，敏感结构(200)分别与载波发生电路(390)、差分放大电路(360)连接，载波发生电路(390)、差分放大电路(360)分别与解调电路(370)连接，解调电路(370)与低通滤波电路(380)连接，敏感结构(200)将表面摩擦剪切应力(001)转化为敏感结构(200)的位移信号(002)，梳齿结构则将位移信号(002)转化为两路电容信号(003a、003b)，载波信号(301)由载波发生电路(390)产生，载波信号(301)作用在敏感结构(200)上，对电容信号(003)进行调制(350)，将两路电容信号(003a、003b)转化为两路调制过的电流信号(004a、004b)，再通过差分放大电路(360)将两路电流信号差分放大后输出电压信号(005)，该电压信号(005)通过解调电路(370)对输出的电压信号(005)解调成解调信号(006)，该解调信号(006)通过低通滤波电路(380)得到的直流电压信号(007)经过测试导线(340)输出。 【当前权利人】南京理工大学 【当前专利权人地址】江苏省南京市玄武区孝陵卫200号 【专利权人类型】公立 【统一社会信用代码】12100000466007597C 【被引证次数】3 【被他引次数】3.0 【家族被引证次数】3

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