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    壓力傳感器的重要類型

    點擊次數:211 發布時間:2021-09-01

    壓力傳感器的重要類型

            傳感器技術是現代科學技術發展水平的標志之一,壓力傳感器技術是傳感器技術的一個重要分支。目前,擴散硅、電容、硅藍寶石、陶瓷厚膜、金屬應變電式等各類壓力傳感器廣泛應用于國民生產的各個行業和科技領域。下面簡單介紹一些常用的壓力傳感器的特點和區別。
            藍寶石壓力傳感器
            藍寶石壓力傳感器采用應變電阻工作原理,采用硅藍寶石作為半導體敏感元件.
            藍寶石由單晶絕緣體元素組成,不會產生滯后、疲勞和蠕變;藍寶石比硅強,硬度更高,不怕變形;并且藍寶石具有很好的彈性和絕緣性,因此使用由藍寶石制成的硅半導體敏感元件對溫度變化不敏感,即使在高溫條件下也具有良好的工作特性;藍寶石具有*的抗輻射特性;此外,硅藍寶石半導體敏感元件沒有pn漂移,因此從根本上簡化了制造工藝,提高了重復性,保證了高良率。
            由硅藍寶石半導體敏感元件制成的壓力傳感器和變送器可以在zui惡劣的工作條件下正常工作,并且具有可靠性高、精度好、溫度誤差極小、性價比高等特點。
            擴散硅壓力傳感器
            擴散硅壓力傳感器的工作原理是:被測介質的壓力直接作用在傳感器的膜片(不銹鋼或陶瓷)上,使膜片產生與介質壓力成正比的微位移。傳感器的電阻值發生變化,電子電路檢測到這種變化,并轉換輸出與該壓力對應的標準測量信號。
            陶瓷壓力傳感器
            耐腐蝕陶瓷壓力傳感器無液體傳輸。壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面和腔體膜片的表面,使膜片產生微小的變形,厚膜電阻印在陶瓷膜片上。膠片的背面連接著一個惠斯通電橋(閉橋)。由于壓敏電阻的壓阻效應,電橋產生與壓力成正比、與激勵電壓成正比的高度線性電壓信號,標準信號根據不同的壓力范圍,校準為2.0、3.0、3.3mV等。 ,可與應變計傳感器兼容。通過激光校準,傳感器具有較高的溫度穩定性和時間穩定性。傳感器自帶0℃~70℃溫度補償,可與大多數介質直接接觸.
            陶瓷是公認的具有高彈性、耐腐蝕、耐磨、耐沖擊和振動的材料。陶瓷及其厚膜電阻的熱穩定性使其工作溫度范圍高達-40℃~135℃,具有高精度和高測量穩定性。電絕緣大于2KV,輸出信號強,長期穩定性好。高特性、低價格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發展方向。歐美國家有全面替代其他類型傳感器的趨勢。在國內,越來越多的用戶使用陶瓷傳感器來代替擴散硅壓力傳感器。
            陶瓷厚膜結構與力敏Z分量相得益彰
            厚膜壓力傳感器是壓力傳感器繼擴散硅壓力傳感器之后的又一重大技術創新,力敏Z分量為國內外wei一。用于數字信號輸出的敏感元件。因此,將陶瓷厚膜技術與zui簡單的力敏Z元件電路巧妙結合,可以生產出性能優良、成本低的新型傳感器。具體來說,陶瓷厚膜工藝具有以下優點:
            陶瓷彈性體性能優良,材料平整、均勻、致密的范圍內嚴格遵循胡克定律,無塑性變形。
            厚膜電阻(包括高溫線)可與陶瓷彈性膜片牢固燒結,粘貼時無需膠水。這種剛性結構蠕變小,漂移小,靜態性能穩定,動態性能好。
            厚膜彈性體結構簡單,易于制備。與擴散硅壓力傳感器相比,不需要半導體平面工藝來形成擴散電阻彈性膜片,大大降低了生產線的初期投資和工藝成本。
            陶瓷厚膜結構耐液體或氣體介質腐蝕,無需不銹鋼膜片和硅油轉換隔離。簡化了封裝結構,進一步降低了成本。
            工作范圍廣。范圍由有效半徑與膜片厚度的比值決定。只要微壓不小于1Kpa,原則上更容易達到更高的量程。
            工作溫度范圍寬,可達-40℃~120℃。
            陶瓷厚膜力數字傳感器的結構設計
            陶瓷厚膜力數字傳感器主要由陶瓷環、陶瓷膜片和陶瓷蓋板組成。陶瓷隔膜作為一種敏感的彈性體,由 95% 的 Al2O3 陶瓷制成。要求平整、均勻、致密。其厚度和有效半徑取決于設計范圍。
            瓷環采用熱壓鑄工藝通過高溫燒制成型。陶瓷振膜與陶瓷環之間采用高溫玻璃漿料,通過厚膜印刷和熱燒成技術燒成。要形成周邊固定的靈敏杯狀彈性體,即在陶瓷周邊固定部分應形成無蠕變的剛性結構。在陶瓷膜片的上表面,即瓷杯的底部,傳感器的電路采用厚膜技術制成。陶瓷蓋下部的圓形凹槽在蓋和膜片之間形成一定的間隙。通過限制位置,可防止膜片過載時因過度彎曲而破裂,對傳感器形成抗過載保護。

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