基于单片机的便携式温湿度测量仪的设计相关外文资料翻译

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1、原位温湿度监测发光二极管传感器的制作方法Chi・YuanLee*,AySu,Yin-ChiehLiu,Pin-ChengChanandChia-HungLin机械工程学院，元智燃料电池中心，元智大学，台湾桃园系；摘要：在这项工作屮微温度和湿度传感器被用来测最发光二极管（LED）的结温度和湿度。用热敏电阻测量技术来测量结温度，这种方法的缺点是数据采集的吋I'可不受任何标准的规定。本次调杏开发了…种能稳定和持续测最温度和湿度的设备，该设备重最轻并且可以实时监测结温湿度。使用微机电系统（MEMS）,本研究尽量减少微温湿度传感器的不锈钢箔衬底（40微米厚的SS-30

2、4）构造的人小。微温湿度传感器可以固定在LED芯片和框架之间。微温湿度传感器的灵敏度分别^0.06±0.005（Q/°C）和0.033PF/%相对湿度。关键字：LED;MEMS;灵活的微型温湿度传感器DOI:10.3390/s1004033631、引言发光二极管是一种环保、低功耗、寿命长的发光二极管，在第二十-•世纪的照明中引起了一场革命。他们得到青睐是因为他们的高可靠性，低功耗，而11几乎没有维护需要。在各种设备和计算机屮作为信号完整性和操作状态的视觉指示器，他们已经被采用了很长一段吋间。发光二极管是一种固态半导体器件，直接转换屯光的能量，它是应用于下一代

3、普通照明的有力候选。继进一步的改进，发光二极管最近已被确定为照明设备。因为其优良的颜色饱和度和长寿命，在越來越多的照明中使用了高亮度,大功率发光二极管。防止它们过热是设计师们艰巨的任务，封装的热管理依赖于外部的冷却机制，散热，和热接口。在一个固定的冷却条件下，随着热电阻的增加，结温的速率增大，发光效率下降，因此，LED封装热阻低有效的热设计是提高LED性能的关键［1,2］。交界处的温度会影响到一系列的性能，二极管的中心波长、光谱、光输击功率和二极管的可靠性直接取决于连接的温度。口前在一个发光二极管的结温处没冇用于测量的仪器。程［3］估计的离子注入LED的结温

4、度，利用正向电压法测定，比常规的LED的显著降低。Senewiratne［4］测量热阻来决定发光二极管的结温，随着驱动电流从10增加到250毫安。以及温度，湿度因子显著影响LED封装。水分会导致电子封装分层，发光二极管封装用聚合物材料成型，这样的水分扩散到包，因此膨胀,包吸湿后也会膨胀。此外，水分膨胀（次CME）的失配系数诱导水力机械应力封装［5］,谭⑹的研究采用非破坏性故障分析工具和湿度加速测试，混合了统计分布，频谱分析和参数提取來确定GaN的封装白光LED。尽管对所冇的封装集成电路进行湿度检测，但是，一些研究已经探索了湿度对封装的LED的影响。此外，封装

5、的LED应用于多种潮湿的环境,在这项工作中,灵活的微温湿度传感器被用來监测在现场的发光二极管的温度和湿度。该传感器被制造在不锈钢箔衬底（SS・304,具厚度为40um）的微机电系统（MEMS）上。使用这种技术制造的传感器是：（1）小，°）高度敏感，（3）灵活，但具有精确的测量位置，（4）能够被大规模生产，和（5）多功能。2、方法论2.1微型温度传感器理论在这项研究中，微型温度传感器电阻温度检测器（RTD）,对薄膜RTD传感器阵列的各种优点，其中包括体积小、精度高、响应时间短、生产能力和质用H和Au是采用的传统的传感材料［处的温度传感器，前者价格昂贵，后者具有

6、更高的导电性和弹性。因此，在这项工作中，金是在设备中使用［7］。随着环境温度的升咼，RTD的电阻也增大，因为金属导体具有止温度系数（PTC）。图1描述了微温度传感器的结构。图lo微温传感器结构。当RTD温度呈线性变化，测得的电阻与温度变化之间的关系可以表示为：Rt=Ri（/+aTQ在RT代表性T。C；RI在我C的阻力，和aT的墩感性（1/C）。方程（1）口J以改写为：aT=4-4RQT)2.2微湿度传感器原理湿度传感器的三个主要类别是陶瓷，电解质和聚合物为基础的。聚合物为基础的传感器是电容类型或电阻类型。尽管基于聚合物的传感器的测量范围不如基于陶瓷传感器的大

7、，但是制造简单，成本低，并且非常准确，因为是用高度聚合物聚合的。这对一个快速发展的IC工艺是非常有用的，该聚合物必须具有高电阻和低的介电常数。由于聚合物的吸收的蒸汽量增加，介电常数的增加和电容的增加，可以使用方程（3）其中C为电容（F）;切是真空的介电常数；'是环境的介电常数;A是电极（2）的横截面面积，d为两个电极之间的距离。图2。微湿度传感器图的结构ACaH%RH其中是湿度传感器的灵墩度(C/%RII)［8］。3、灵活的微型传感器的研制发光二极管中的帧在一个发光芯片中是一个非常重要的导休热量，因此，一种绝缘介质被安装在发光二极管和发光二极管Z间的帧Z间

8、，以捉高热电阻。作者的早期研究涉及一个灵活的微型温度