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压力传感器的重要类型

2023年09月01日 14:20:33      来源:上海五久自动化设备有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:14

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   压力传感器的重要类型
 
  传感器技术是现代科学技术发展水平的标志之一,压力传感器技术是传感器技术的一个重要分支。目前,扩散硅、电容、硅蓝宝石、陶瓷厚膜、金属应变电式等各类压力传感器广泛应用于国民生产的各个行业和科技领域。下面简单介绍一些常用的压力传感器的特点和区别。
 
  蓝宝石压力传感器
 
  蓝宝石压力传感器采用应变电阻工作原理,采用硅蓝宝石作为半导体敏感元件.
 
  蓝宝石由单晶绝缘体元素组成,不会产生滞后、疲劳和蠕变;蓝宝石比硅强,硬度更高,不怕变形;并且蓝宝石具有很好的弹性和绝缘性,因此使用由蓝宝石制成的硅半导体敏感元件对温度变化不敏感,即使在高温条件下也具有良好的工作特性;蓝宝石具有的抗辐射特性;此外,硅蓝宝石半导体敏感元件没有pn漂移,因此从根本上简化了制造工艺,提高了重复性,保证了高良率。
 
  由硅蓝宝石半导体敏感元件制成的压力传感器和变送器可以在zui恶劣的工作条件下正常工作,并且具有可靠性高、精度好、温度误差极小、性价比高等特点。
 
  扩散硅压力传感器
 
  扩散硅压力传感器的工作原理是:被测介质的压力直接作用在传感器的膜片(不锈钢或陶瓷)上,使膜片产生与介质压力成正比的微位移。传感器的电阻值发生变化,电子电路检测到这种变化,并转换输出与该压力对应的标准测量信号。
 
  陶瓷压力传感器
 
  耐腐蚀陶瓷压力传感器无液体传输。压力直接作用在陶瓷膜片的前表面和腔体膜片的表面,使膜片产生微小的变形,厚膜电阻印在陶瓷膜片上。胶片的背面连接着一个惠斯通电桥(闭桥)。由于压敏电阻的压阻效应,电桥产生与压力成正比、与激励电压成正比的高度线性电压信号,标准信号根据不同的压力范围,校准为2.0、3.0、3.3mV等。,可与应变计传感器兼容。通过激光校准,传感器具有较高的温度稳定性和时间稳定性。传感器自带0℃~70℃温度补偿,可与大多数介质直接接触.
 
  陶瓷是的具有高弹性、耐腐蚀、耐磨、耐冲击和振动的材料。陶瓷及其厚膜电阻的热稳定性使其工作温度范围高达-40℃~135℃,具有高精度和高测量稳定性。电绝缘大于2KV,输出信号强,长期稳定性好。高特性、低价格的陶瓷传感器将是压力传感器的发展方向。欧美国家有全面替代其他类型传感器的趋势。在国内,越来越多的用户使用陶瓷传感器来代替扩散硅压力传感器。
 
  陶瓷厚膜结构与力敏Z分量相得益彰
 
  厚膜压力传感器是压力传感器继扩散硅压力传感器之后的又一重大技术创新,力敏Z分量为国内外wei一。用于数字信号输出的敏感元件。因此,将陶瓷厚膜技术与zui简单的力敏Z元件电路巧妙结合,可以生产出性能优良、成本低的新型传感器。具体来说,陶瓷厚膜工艺具有以下优点:
 
  陶瓷弹性体性能优良,材料平整、均匀、致密的范围内严格遵循胡克定律,无塑性变形。
 
  厚膜电阻(包括高温线)可与陶瓷弹性膜片牢固烧结,粘贴时无需胶水。这种刚性结构蠕变小,漂移小,静态性能稳定,动态性能好。
 
  厚膜弹性体结构简单,易于制备。与扩散硅压力传感器相比,不需要半导体平面工艺来形成扩散电阻弹性膜片,大大降低了生产线的初期投资和工艺成本。
 
  陶瓷厚膜结构耐液体或气体介质腐蚀,无需不锈钢膜片和硅油转换隔离。简化了封装结构,进一步降低了成本。
 
  工作范围广。范围由有效半径与膜片厚度的比值决定。只要微压不小于1Kpa,原则上更容易达到更高的量程。
 
  工作温度范围宽,可达-40℃~120℃。
 
  陶瓷厚膜力数字传感器的结构设计
 
  陶瓷厚膜力数字传感器主要由陶瓷环、陶瓷膜片和陶瓷盖板组成。陶瓷隔膜作为一种敏感的弹性体,由95%的Al2O3陶瓷制成。要求平整、均匀、致密。其厚度和有效半径取决于设计范围。
 
  瓷环采用热压铸工艺通过高温烧制成型。陶瓷振膜与陶瓷环之间采用高温玻璃浆料,通过厚膜印刷和热烧成技术烧成。要形成周边固定的灵敏杯状弹性体,即在陶瓷周边固定部分应形成无蠕变的刚性结构。在陶瓷膜片的上表面,即瓷杯的底部,传感器的电路采用厚膜技术制成。陶瓷盖下部的圆形凹槽在盖和膜片之间形成一定的间隙。通过限制位置,可防止膜片过载时因过度弯曲而破裂,对传感器形成抗过载保护。
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