[发明专利]硅纳米传感阵列巨压阻系数测量系统及四点弯曲施力装置

摘要

本发明是关于一种硅纳米传感阵列巨压阻系数测量系统及四点弯曲施力装置，该系统由四点弯曲施力装置、微小阻值检测装置和微小应变检测装置三部分构成。其中四点弯曲施力装置给硅纳米线传感阵列芯片施加均匀轴向应力（应变），该装置包括船型底座、底座滑轨槽、镜像放置的等高L型夹具、镜像放置的等高L型载荷支撑平台、螺母、垫片、螺纹连杆、顶部连杆、若干质量的砝码、托盘以及加载压头。通过间距可调的加载压头上的连杆往托盘上添加砝码对硅纳米线施加压力，通过微小阻值检测装置测出受压后桥路两端输出电压。本发明装置制作简单、体积小、成本低廉、功耗低，由于利用阵列式多点平均测量技术，因而它具有更高精度和更好的稳定性。

主权项

一种硅纳米传感阵列巨压阻系数测量系统，其特征在于，包括四点弯曲施力装置、微小阻值检测装置和微小应变检测装置，其中，所述四点弯曲施力装置包括船型底座（1）、底座滑轨槽、螺母（3）、两个等高L型夹具（4）、顶部连杆（5）、两个等高L型载荷支撑平台（12）、砝码（6）、托盘（7）和加载压头（8），所述底座（1）正表面标刻有刻度线（2），所述底座滑轨槽设置在所述底座（1）的上端面；所述等高L型夹具（4）和等高L型载荷支撑平台（12）分别相对于所述四点弯曲施力装置的中心线对称设置，并且所述等高L型夹具（4）和等高L型载荷支撑平台（12）能滑动地设置在所述底座滑轨槽内；所述加载压头（8）设置在所述等高L型载荷支撑平台（12）的上部；所述螺母（3）包括上部螺母，所述上部螺母设置在所述托盘（7）和加载压头（8）之间，所述顶部连杆（5）从上至下依次穿过所述砝码（6）、托盘（7）中部、上部螺母和加载压头（8）中部；所述托盘（7）和加载压头（8）的两侧端部分别抵靠在所述等高L型夹具（4）上；所述微小阻值检测装置包括惠斯通电桥和微弱信号采集系统，所述惠斯通电桥由所述硅纳米线传感阵列（13）中的任一硅纳米线和与所述硅纳米线阻值相同的三个精密电阻构成；所述微弱信号采集系统包括前置放大电路、第二级放大滤波电路、电压跟随器、模数转换器和终端模块，所述前置放大电路、第二级放大滤波电路、电压跟随器、模数转换器和液晶显示模块顺次连接；所述微弱信号采集系统与所述惠斯通电桥的电压输出端相连接；所述微小应变检测装置包括全桥式应变片（11），所述硅纳米线传感阵列芯片（13）的正反面的受力点位置各粘贴两片所述全桥式应变片（11），所述四片全桥式应变片（11）构成四个应变全桥电路；所述微弱信号采集系统与所述应变全桥电路的输出端相连接。