懸臂梁傳感器靈敏度提升的核心策略
懸臂梁傳感器是一種基于彈性力學(xué)與微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)的高精度傳感裝置，其核心由一端固定、另一端自由的懸臂梁結(jié)構(gòu)組成。當(dāng)外界應(yīng)力作用于梁表面時(shí)，梁發(fā)生形變，通過(guò)貼附于梁上的壓阻或壓電敏感元件將力學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)變、壓力等物理量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。深懸臂梁的“深”體現(xiàn)在其微納尺度效應(yīng)——梁厚與長(zhǎng)度比極小，顯著提升靈敏度，可捕捉微小形變。
在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中，該傳感器通過(guò)兩種方式發(fā)揮作用：一是直接貼附于橋梁、建筑等關(guān)鍵部位，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)材料疲勞、裂縫擴(kuò)展或振動(dòng)頻率變化；二是作為分布式傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，結(jié)合無(wú)線傳輸技術(shù)，構(gòu)建大范圍監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。例如，在鋼橋焊縫處部署傳感器，可提前預(yù)警應(yīng)力集中導(dǎo)致的斷裂風(fēng)險(xiǎn)；在混凝土建筑中，則能通過(guò)應(yīng)變突變識(shí)別內(nèi)部損傷。相較于傳統(tǒng)光纖或加速度計(jì)，懸臂梁傳感器具有體積小、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，尤其適用于狹窄空間或復(fù)雜工況。
