Técnica Nova da Calibração que Melhora a Confiança e a Estabilidade de Microhotplate

Published on August 11, 2009 at 7:52 PM

Os Pesquisadores no National Institute of Standards and Technology (NIST) desenvolveram uma técnica nova que melhorasse a confiança e a estabilidade de uma das tecnologias as mais versáteis dos NIST, o microhotplate da calibração. O dispositivo do NIST da novela está sendo desenvolvido como a fundação para a miniatura contudo os sensores altamente exactos do gás que podem detectar agentes químicos e biológicos, escapes industriais e mesmo sinais da vida extraterrestre a bordo de uma ponta de prova planetária.

O microhotplate do NIST usa sua eficiência térmica conjuntamente com um par termoeléctrico para formar uma temperatura de auto-teste que detecta o sistema. Quatro microhotplates (imagem esquerda) são considerados com uma tira do filme do ródio (marcado por uma seta) que cruza o microhotplate do direito inferior. Esta tira faz o contacto com a platina na estrutura do microhotplate (vista na imagem do close up à direita) para formar um par termoeléctrico estável para a temperatura de medição. Crédito: M. Afridi, NIST

O minúsculos microhotplates-nenhum mais largo do que um ser humano cabelo-são programados para dar um ciclo através de uma escala das temperaturas. Podem ser revestidos com os filmes de óxido do metal costurados para detectar a espécie específica do gás. Anexo Transportado Por Via Aérea dos produtos químicos à superfície do detector segundo o tipo de filme e da temperatura da superfície, mudando o fluxo da electricidade através do dispositivo, que serve como a “assinatura” para identificar o tipo e a concentração do gás no ar ambiental.

As medidas Exactas da temperatura do microhotplate são cruciais para a discriminação e a quantificação da espécie do gás, quando segura, operação a longo prazo exige que os sensores de temperatura dos microhotplate possam altamente estáveis ou detectar quando derivaram, uma funcionalidade conhecida como “um self-test incorporado” (BIST). Como demonstrado pela primeira vez em um papel em uma próximo introdução de Letras do Dispositivo de Elétron de IEEE, * o método novo da calibração satisfaz ambas as exigências.

Uma parcela do calefator do polysilicon que compo o microhotplate servido originalmente como o sensor de temperatura do dispositivo. Contudo, este sensor derivaria lentamente ao longo do tempo de sua calibração inicial. Dentro de três meses, as leituras da temperatura eram fora perto tanto quanto 25 graus Célsio em altas temperaturas.

Os coordenadores do NIST superaram este defeito usando dados de dois sensores-um adicionais da temperatura altamente estáveis, da platina de fita fina/par termoeléctrico do ródio integrado na estrutura do microhotplate para um sensor e da eficiência térmica da estrutura própria para o outro. Comparar as temperaturas relatadas por estes dois sensores fornece o microhotplate seu sistema de vigilância interno. Enquanto o valor absoluto da diferença entre as temperaturas relatadas permanece abaixo de um valor de ponto inicial especificado, a média das duas leituras está considerada segura. Se a diferença exceder o ponto inicial, os relatórios do sistema um erro.

O sensor original do polysilicon ainda fornece a medida inicial da temperatura dos microhotplate, que é usada para calibrar outros dois sensores. Com da “o sistema completo verificação e do balanço” no lugar, as medidas da temperatura são exactas dentro de 1,5 graus Célsio.

Com sucesso demonstrando o sistema novo da calibração da temperatura para seu microhotplate, os pesquisadores do NIST estão trabalhando em avanços adicionais para a tecnologia. Em Seguida na linha está a revelação de um sistema incorporado para detectar a contaminação dos filmes de óxido do metal críticos ao uso dos microhotplate na detecção do gás.

* M. Afridi, C. Montgomery, E. Tanoeiro-Balis, S. Semancik, K.G. Kreider e J. Geist. Funcionalidade Análoga de BIST para sensores de temperatura do microhotplate. Dispositivos de Elétron de IEEE, Volume 30, No. 9 (Em setembro de 2009).

Last Update: 13. January 2012 19:03

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