利用压阻效应和测量压力

如今,先进的传感器技术为所有测量任务提供了合适的压力传感器。这些技术不仅提供了相对、绝对和差压传感器(使用不同的参考值)之间的选择,它们还根据不同的物理效果提出了一系列不同的测量原理。

图片来源:伤风/ MOLPIX

压电和压阻效应主要用于现代压力传感器。本文将研究压阻差压传感器的实际优点和特殊性。

首先 - 压阻差压传感器如何实际工作?

相对于相对和绝对压力传感器,差压传感器量化任何两个压力之间的差异。差压传感器具有两个不同的压力连接(软管,螺纹或歧管)。此外,根据校准,它可以量化正(p1>p2)和负(p1

压阻效应

压阻式(基于隔膜的)差压传感器基于硅包括薄的硅隔膜,其中将电阻器(在惠斯通桥中连接在一起)。如果压力有任何差异,隔膜会推动通过,导致电阻变形。测量桥中的连接电阻反应于失真,引导压阻效果。这改变了电阻器和电压的电阻。为了完成该过程,激活压力比例测量信号。

基于膜片的传感器技术的显着特征

  • 硅膜片半导体中的电阻使甚至具有微小压力载荷和变化的极大敏感性。这允许压阻差压传感器以卓越的精度操作,并且允许仅几毫巴的测量范围。
  • 硅体现了单晶的结构,意味着在拉伸之后,隔膜将始终返回到其初始状态而不会扭曲。

压阻式差压传感器的基本设计

压阻差压传感器的基本设计。图像信用:第一个传感器

比较:压电压力传感器如何测量?

压电压力传感器代表压阻差压传感器的替代方案。与基于隔膜的传感器相比,压电压力传感器由晶体盘形成。在压力下,电荷分离在晶体中产生比例电压,称为“压电效应”。电荷放大器负责输出电压差,而数字电路是任务转换为压力的物理值。

压阻式传感器和压电式传感器都具有独特的优点。关于最合适的度量原则的决定取决于正在进行的应用程序。例如,压电传感器可以很好地抵抗高温和高动态压力过程,而基于膜片的差压传感器非常适合于需要非常好的测量精度和灵敏度的应用。

来自第一传感器的膜片基差压传感器的图

第一传感器的膜片基差压传感器的图。图像信用:第一个传感器

使用压阻差压传感器的主要优点:

+体积极小
+异常精确测量
+优秀的敏感性
+即使微小差分压力也要测量的能力
+实际测量范围:1mbar (100pa)至10bar
+最小的材料疲劳或滞后
+卓越的抗超压能力
+模拟和数字接口
+特别是线性信号 - 压力特性曲线(无空气流量)

新:压阻式低差压传感器用于歧管安装

第一个传感器产生基于隔膜的低差压传感器在一种新颖的小规模流形设计中。非常小,平面传感器跨度范围从1毫巴到7 bar,非常适合在歧管中节省安装空间。压阻式传感器由数字信号调理、SPI接口和模拟输出信号组成,非常适合移动或便携设备中的电池供电过程。

特征:

  • 适合安装在歧管中
  • 表面积8 x 13 mm,高度<7毫米
  • 长期稳定,精度高
  • 压力范围从1毫巴到7巴
  • 校准和温度补偿(0-70°C)
  • 3.3 V或5v电源
  • 15位分辨率的SPI接口

要求:

  • 歧管兼容的压力端口
  • Manifold-ready住房
  • 直连接,允许安装点用o形环密封

应用

什么时候建议使用膜片式压差传感器?

当压力量化需要高灵敏度,高测量精度,压力范围为10杆至10巴的压力和节省空间的设计,压阻差压传感器是理想的。

基于隔膜的差压传感器的标准应用领域:

  • 医疗技术:CPAP,Spirometers,呼吸机,麻醉设备,氧气浓缩器app亚博体育
  • 空调技术:过滤器监控,燃烧器控制,流量调节器
  • 测量技术
  • 工业控制和调节技术

精确的过程连接和过滤器

在理论上,差压传感器应具有处理连接,使传感器能够连接到流线(通过软管等)。许多应用还依赖于供应线中的补充滤波器。例如,这些额外的过滤器可以防止灰尘,水分或细菌污染到达传感器。

如果标准解决方案还不够?

更高的准确性,更高的速度,更高的效率,更高的成本效益,更大的应用特异性:某些应用和市场情况需要专门的传感器解决方案。因此,除了提供广泛的基于隔膜的差压传感器,主要制造公司(如第一个传感器)也开发和实现了特定于应用的传感器系统。

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