【中國儀表網 儀表研發】精確測量電場強度對于許多應用來說至關重要，但現有的傳感器架構體系過于復雜且難以進行校準。奧地利維也納技術大學(TU Wien)已開發出一種新型的場強探測器，該探測器基于微電子機械技術，改進場強測量的方法。該項工作已發表在Nature Electronics中。
 

 

圖片來自TU Wien
 

　　TU Wien的Andreas Kainz表示：“目前用于測量電場強度的設備存在一些顯著的缺點，例如這些設備中包含的導電金屬部件將對電場測量產生影響。若器件接地以提供測量的參考點，則該效應會更加明顯。”研究人員們采用了不同的方法進行重新設計，使用被動式MEMS元件，并利用了靜電感應對尺寸僅為幾微米的小型硅柵格結構的影響，其附著在一個小型彈簧上，當硅塊暴露在電場中時，在硅晶體上施加一個力，則彈簧會被輕微地壓縮或延伸。
 

　　大規模生產
 

　　隨后可通過觀察穿過該結構的LED光束的變化對這種機械位移進行光學追蹤。另一個柵格固定于硅塊上方，因此當硅在電場的影響下移動時，將產生新的光通量。這種變化可以用來測量引起位移的電場強度。
 

　　在已發表的論文中，該研究團隊注意到新設備還可用于頻率相對較低的區域。Kainz表示：“該設備已能夠精確測量出每米低于200伏的弱電場。這意味著我們的系統已經能夠與現有產品在大致相同的水平上運行，但我們的產品體積更小，且使用更簡單。”
 

　　氣象學是該設備的另一個目標領域，在雷電來臨之前或雷暴期間，傳感器將有助于解決當地電場的閃電研究中一些尚未解決的問題，因為閃電有可能引發移動設備發出雷擊警報。此外類似的設備還能用于顯示高壓輸電線的距離。
 

　　MEMS技術應當允許使用成本相對較低的硅微加工技術并應用大規模生產方法來進行量產，如此該技術還可用于跨環境監測以及個人安全等方面的應用。Kainz認為：“其他的測量方法已足夠成熟，而我們的方法才剛起步。我堅信我們的微機電傳感器在未來將實現更多的應用。”