گونج سینسرایک قسم کی کوسی - ڈیجیٹل سینسر ہیں جو گونجنے والے حساس ڈھانچے کی گونج خصوصیات اور براہ راست آؤٹ پٹ فریکوینسی سگنلز کی گونج خصوصیات کو تبدیل کرنے کے لئے ماپا جسمانی مقدار کو استعمال کرتے ہیں۔ یہ سینسر گونجنے والے حساس ڈھانچے کی مکینیکل گونج والی حالت میں کام کرتے ہیں (جسے گونجنے والا یا گونج عنصر بھی کہا جاتا ہے) ، بیرونی سرکٹ پیرامیٹرز میں ہونے والی تبدیلیوں سے کم متاثر ہوتا ہے ، اور نسبتا high اعلی ریزولوشن ، استحکام ، اور اینٹی - مداخلت کی صلاحیت رکھتے ہیں۔
ابتدائی مرحلے میں ، گونجنے والے سینسر بنیادی طور پر گونج حساس ڈھانچے ، جیسے گونج والے سلنڈر ، گونج ڈایافرامز ، اور کمپاؤنڈ ٹیوننگ فورکس کو تیار کرنے کے لئے دھات یا کوارٹج جیسے مواد کا استعمال کرتے ہیں۔ اسی کے مطابق ، متعلقہ سینسر مصنوعات کے سائز بڑے تھے اور ان کی بجلی کی کھپت زیادہ تھی۔ 1980 کی دہائی کے آخر سے ، کچھ اچھی طرح سے - معروف بین الاقوامی کمپنیوں نے سلیکن مواد کی عمدہ جسمانی خصوصیات کا فائدہ اٹھایا ہے اور ایم ای ایم ایس (مائیکرو - -} میکانیکل سسٹمز) پروسیسنگ کی تکنیک کو سلیکن مائکرو {6 {6} struct تشکیل شدہ گونج کے لئے پروسیسنگ تکنیک کے ساتھ مل کر۔ ان سینسروں کی خصوصیت کے طول و عرض مائکرون یا حتی کہ ذیلی- مائکرون کی سطح تک پہنچ سکتے ہیں۔ اس قسم کے سینسر کے مخصوص نمائندے سلیکن مائکرو - گونج پریشر سینسر اور سلیکن مائکرو - گونج ایکسلرومیٹر ہیں۔
سلیکن مائیکرو - گونجنے والے سینسر نہ صرف عمومی گونج سینسر کی عمدہ کارکردگی رکھتے ہیں بلکہ اس میں چھوٹے سائز ، کم بجلی کی کھپت ، تیز متحرک ردعمل ، آسان انضمام ، اور بڑے پیمانے پر پیداوار کی خصوصیات بھی ہیں۔ لہذا ، وہ بڑے پیمانے پر صنعتی کنٹرول ، صارفین کے الیکٹرانکس ، اور ایرو اسپیس جیسے شعبوں میں استعمال ہوتے ہیں۔ ایم ای ایم ایس پروسیسنگ ٹکنالوجی کی مستقل ترقی اور عملی اطلاق کی ضروریات میں مسلسل اضافے کے ساتھ ، مائیکرو - گونج سینسر اعلی کارکردگی ، اعلی حساسیت ، منیٹورائزیشن ، اور یہاں تک کہ نینو {4} 4}} الیکٹرو مکینیکل سسٹم (این ای ایم ایس) کی سمت کی طرف ترقی کرتے رہتے ہیں۔ تاہم ، چونکہ سلیکن مائیکرو - ڈھانچے کو نقائص کا خطرہ ہوتا ہے جب کچھ سو نینو میٹر کے سائز تک کم ہوجاتا ہے ، لہذا اس سے متعلقہ سینسروں کی خصوصیت کے سائز کو مزید کم کرنا مشکل ہے ، جو سلیکن مائیکرو -}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}. لہذا ، نئے مواد کی کھوج کرنا جو بہترین کارکردگی اور چھوٹے سائز کے لئے استعمال ہوسکتے ہیں اور گونج سینسر کی نئی اقسام کو تیار کرنا قدرتی طور پر مائیکرو - گونج سینسر کا ایک ممکنہ ترقیاتی رجحان بن گیا ہے۔
سلیکن مائیکرو - گونج سینسر کے بنیادی نظریات
گونج حساس طریقہ کار
گونجنے والے سینسر کا کام کرنے والا اصول ایک بند -} لوپ سیلف- پرجوش نظام کی تشکیل کے لئے مثبت - آراء کے اصول کے استعمال میں ہے جس میں گونجنے والا ، ایک جوش و خروش/پتہ لگانے والا یونٹ ، اور ایک امپلیفیکیشن یونٹ شامل ہے ، جیسا کہ ذیل میں دکھایا گیا ہے۔ ان میں سے ، گونج - حساس ڈھانچہ بند - لوپ سسٹم کا بنیادی حصہ ہے اور اپنے قدرتی کمپن موڈ میں کام کرتا ہے۔ جوش و خروش یونٹ گونج - حساس ڈھانچے کو مکینیکل کمپن پیدا کرنے کے لئے ایک جوش و خروش کا اشارہ تیار کرتا ہے۔ پتہ لگانے والا یونٹ اپنے کمپن سگنل کو چنتا ہے اور اسے برقی سگنل میں تبدیل کرتا ہے۔ امپلیفیکیشن یونٹ کے ذریعہ کارروائی کے بعد ، اسے جوش و خروش یونٹ کے ذریعہ ایک جوش و خروش کی قوت میں تبدیل کیا جاتا ہے اور اس کی گونج تعدد پر گونجنے والے کے مستحکم - تعدد کمپن کو برقرار رکھنے کے لئے گونجنے والے کو مثبت طور پر کھلایا جاتا ہے۔ ناپے ہوئے مقدار ایک خاص طریقے سے گونجنے والے کی گونج کی حالت کو ماڈیول کرتی ہے۔ آؤٹ پٹ - تعدد سگنل کی پیمائش کرکے ، ماپا مقدار کی شدت کا حساب لگایا جاسکتا ہے۔ مائیکرو - گونج سینسر کے ل their ، ان کے گونج - حساس ڈھانچے مائیکرو - مشینی ٹکنالوجی کے ذریعہ تیار کیے جاتے ہیں ، اور ان کے ہندسی طول و عرض کئی سینکڑوں یا اس سے بھی دس مائکرو میٹر کے ترتیب تک پہنچ سکتے ہیں۔ ایک معقول گونج - حساس ڈھانچے کے ڈیزائن کے ذریعے ، متعدد حساس پیرامیٹرز جیسے کمپن فریکوئنسی ، مرحلہ ، اور گونجنے والے کے طول و عرض کے ساتھ مل کر ، مختلف جسمانی مقدار کی پیمائش جیسے طاقت ، ایکسلریشن ، اور کونیی کی رفتار کا ادراک کیا جاسکتا ہے۔
گونج - حساس ڈھانچے کا ڈیزائن
گونج - حساس ڈھانچہ مختلف گونجنے والے سینسروں کا بنیادی جزو ہے اور پیمائش کی جانے والی مقدار کو براہ راست یا بالواسطہ طور پر سینس کرنے کے لئے ذمہ دار ہے۔ اس کا ڈیزائن پیمائش کی درستگی ، حساسیت ، متحرک کارکردگی اور سینسر کے دیگر اشارے کو براہ راست متاثر کرے گا۔ ساختی شکلوں کے لحاظ سے ، مائیکرو - میں عام طور پر استعمال ہونے والے مائکرو - حساس ڈھانچے میں گونج کی جھلیوں ، گونج والے بیم ، ڈبل - ختم شدہ فکسڈ ٹیوننگ فورکس اور اسی طرح شامل ہیں۔ ان میں سے ، گونجنے والا بیم اور کمپن ٹیوننگ کانٹے کے ڈھانچے زیادہ تر مائیکرو - گونج پریشر سینسر اور ایکسلرومیٹر سینسر میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔
سلیکن مائیکرو - گونج کے دباؤ سینسر میں ، گونج - حساس ڈھانچہ عام طور پر اس کے ساتھ دو کلاسک عمل درآمد کے طریقوں میں تقسیم کیا جاتا ہے جس کی پیمائش کی جانے والی مقدار اس کے ساتھ براہ راست رابطے میں ہے:
ایک گونج جھلی کا ڈھانچہ ہے ، جیسا کہ ذیل کے اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے۔ اس ڈھانچے میں ، دباؤ براہ راست گونج ڈایافرام پر کام کرتا ہے ، اس کی مساوی سختی کو تبدیل کرتا ہے ، اور کمپن خود ڈایافرام پر قائم جوش و خروش کے عناصر سے پرجوش ہے۔ اس ڈھانچے میں عمل کی آسان ضروریات ہیں۔ تاہم ، چونکہ ڈایافرام خود ماپا میڈیم کے ساتھ براہ راست رابطے میں ہے ، مائکرون یا یہاں تک کہ نینوومیٹر کی سطح پر ڈایافرام ڈھانچے کے لئے ، لہذا پیمائش کی جانے والی مقدار کی وجہ سے کمپن انرجی کی کھپت کا مسئلہ غور کرنے کی ضرورت ہے۔
ایک اور نقطہ نظر ایک جامع حساس ڈھانچہ ہے جو دباؤ - حساس ڈایافرام اور ایک گونج پر مشتمل ہے۔ اس ڈھانچے میں ، گونج حساس عنصر کو عام طور پر دباؤ - حساس ڈایافرام پر مناسب پوزیشن پر رکھا جاتا ہے اور پیمائش کی جانے والی مقدار کو بالواسطہ طور پر سینس کرنے کے لئے ذمہ دار ہے۔ دباؤ کے بوجھ کی کارروائی کے تحت ، ڈایافرام خراب ہوجاتا ہے ، جس کے نتیجے میں حساس عنصر کے محوری تناؤ میں تبدیلی آتی ہے اور اس طرح اس کی گونج تعدد میں ردوبدل ہوتا ہے۔ جامع حساس ڈھانچے کا شاندار فائدہ یہ ہے کہ گونج حساس عنصر کو ماپنے والے میڈیم سے الگ تھلگ کیا جاتا ہے ، جو مؤخر الذکر کے براہ راست اثر و رسوخ سے گریز کرتے ہیں۔ مزید یہ کہ حساس عنصر ویکیوم ماحول میں کام کرسکتا ہے ، جو نسبتا high اعلی معیار کے عنصر کو برقرار رکھنے کے لئے فائدہ مند ہے۔ اس کے علاوہ ، دباؤ - حساس ڈایافرام کے ساختی پیرامیٹرز کو مناسب طریقے سے ایڈجسٹ کرکے پیمائش کی حد کو تبدیل کیا جاسکتا ہے۔
گونج حساس مواد
فی الحال ، ایم ای ایم ایس ٹکنالوجی کی مستقل ترقی اور سینسروں کے اطلاق کے ماحولیاتی حالات میں تبدیلی کے ساتھ ، مائیکرو -} گونج سینسر کے سائز کی ضروریات آہستہ آہستہ بڑھ رہی ہیں۔ ان میں سے ، گونج - حساس ڈھانچہ کا سائز آہستہ آہستہ مائکرون کی سطح سے نینو میٹر کی سطح میں منتقل ہوتا ہے۔ تاہم ، سلیکن مواد کی جسمانی خصوصیات بے عیب نہیں ہیں۔ جب اس کی موٹائی کو کئی سو نینو میٹر تک کم کردیا جاتا ہے تو ، نقائص ہونے کا خطرہ ہوتا ہے ، اور آلے کے معیار اور ناقص یکسانیت کو کنٹرول کرنے میں دشواری جیسے مسائل پیدا ہونے کا امکان ہوتا ہے۔ لہذا ، نئے حل تلاش کرنا کافی ضروری ہے۔
گھریلو اور غیر ملکی محققین کی فعال تلاش کے ساتھ ، مائیکرو/نینو - الیکٹرو مکینیکل سینسر کے میدان میں کافی تعداد میں نانوومیٹریز ، جیسے ہیرے اور کاربن نانوٹوبس کا اطلاق کیا گیا ہے۔ تاہم ، گونجنے والے سینسروں سے متعلق نسبتا few بہت کم ادب کی اطلاعات ہیں۔ پچھلے کچھ سالوں میں ، گرافین ، ایک ابھرتی ہوئی نانوومیٹریل ، نے اپنے منفرد میکانکی ، بجلی ، آپٹیکل اور دیگر خصوصیات کی وجہ سے سینسر فیلڈ میں ماہرین اور اسکالرز کی طرف سے وسیع پیمانے پر توجہ مبذول کروائی ہے۔ اس سے مائیکرو - گونج سینسر اور یہاں تک کہ نینو - الیکٹرو مکینیکل گونج سینسر کی نئی اقسام کی ترقی کے لئے نئے تحقیقی نظریات اور مواقع لائے گئے ہیں ، اور توقع کی جارہی ہے کہ گونج سینسروں کے میدان میں سلیکن مواد اور ٹرگر انقلابی تبدیلیوں کو تبدیل کریں گے۔