緊湊、堅固、高靈敏度的壓力傳感器
發布時間:2008-12-04
中心議題:
- 壓力傳感器需要具有小型化的體積、堅固的外殼、更廣的溫度範圍、高測量精度
- 愛普科斯集團開發的滿足以上要求的壓力傳感器介紹
解決方案:
- 使要測量的壓力不直接傳送到元件而先經過耦合媒介來大幅度提高傳感器的抵抗性
- 傳感器包裝由多層陶瓷(LTCC或HTCC)製成。整個信號處理電路的電氣互連都可以合並在陶瓷層中
- 通過使用具有良好的媒介抵抗性和充分的溫度穩定性的塑料封裝使傳感器免受外部環境影響
壓力傳感器受到越來越嚴格的要求。這要求傳感器同時具有小型化的體積、堅固的外殼、更廣的溫度範圍和高測量精度。愛普科斯集團采用新的封裝概念,已經開發出高度堅固的壓力傳感器。這類傳感器工作範圍介於100 mbar至25bar,並且可在-40℃至+140℃的更廣的溫度範圍內使用,且精確度高於1%(全範圍)。
傳感器的結構
通(tong)過(guo)調(tiao)偏(pian)由(you)摻(chan)雜(za)壓(ya)阻(zu)電(dian)阻(zu)器(qi)組(zu)成(cheng)的(de)惠(hui)斯(si)通(tong)電(dian)橋(qiao),測(ce)量(liang)的(de)壓(ya)力(li)被(bei)轉(zhuan)換(huan)為(wei)壓(ya)阻(zu)傳(chuan)感(gan)元(yuan)件(jian)中(zhong)的(de)電(dian)信(xin)號(hao)。作(zuo)為(wei)由(you)單(dan)晶(jing)矽(gui)製(zhi)成(cheng)的(de)微(wei)係(xi)統(tong)元(yuan)件(jian),壓(ya)阻(zu)壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)具(ju)有(you)長(chang)期(qi)的(de)高(gao)穩(wen)定(ding)性(xing),而(er)這(zhe)正(zheng)是(shi)工(gong)業(ye)應(ying)用(yong)要(yao)求(qiu)的(de)重(zhong)要(yao)標(biao)準(zhun)。
為保證機械退耦,矽傳感元件被安裝在具有特殊外形的矽基材上,該基材由粘性彈性封條與傳感器封裝作機械隔離。
傳(chuan)統(tong)壓(ya)阻(zu)矽(gui)測(ce)量(liang)元(yuan)件(jian)的(de)缺(que)點(dian)之(zhi)一(yi)是(shi)其(qi)對(dui)各(ge)種(zhong)媒(mei)介(jie)的(de)抵(di)抗(kang)性(xing)較(jiao)差(cha)。為(wei)了(le)大(da)幅(fu)度(du)地(di)提(ti)高(gao)抵(di)抗(kang)性(xing),要(yao)測(ce)量(liang)的(de)壓(ya)力(li)不(bu)直(zhi)接(jie)被(bei)傳(chuan)送(song)到(dao)元(yuan)件(jian),而(er)是(shi)先(xian)經(jing)過(guo)耦(ou)合(he)媒(mei)介(jie)。惰(duo)性(xing)、gaojueyuanyeti,ruguiyouhuochunjingziranyou,shishipinxingyeyingyongheshidemeijie。tamenkeyibaozhengduichuanganyuanjiandechangqibaohu。celiangheouhemeijieyouyicengjinshubomogeli。zheyangkeyidixiaoyoufengzhuangneitianchongmeijiedewendubianhuayinqidetijibianhua,bingyunxushuruhechuansongyali。
創新的傳感器包裝由多層陶瓷(LTCC或HTCC)製(zhi)成(cheng)。這(zhe)樣(yang),整(zheng)個(ge)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)電(dian)路(lu)的(de)電(dian)氣(qi)互(hu)連(lian)都(dou)可(ke)以(yi)合(he)並(bing)在(zai)陶(tao)瓷(ci)層(ceng)中(zhong)。測(ce)量(liang)信(xin)號(hao)由(you)信(xin)號(hao)傳(chuan)感(gan)器(qi)放(fang)大(da),該(gai)傳(chuan)感(gan)器(qi)通(tong)過(guo)單(dan)獨(du)編(bian)程(cheng)補(bu)償(chang)靜(jing)態(tai)傳(chuan)感(gan)器(qi)故(gu)障(zhang)。壓(ya)力(li)變(bian)送(song)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)與(yu)標(biao)準(zhun)化(hua)的(de)界(jie)麵(mian)一(yi)致(zhi),變(bian)化(hua)範(fan)圍(wei)介(jie)於(yu)0.5 V至4.5 V。這樣可以保證向信號處理單元的傳送具有足夠的抗幹擾性。無需使用其它信號處理電路板。圖2顯示的是具有所有壓力測量和信號處理所需元件的OEM傳感元件。

該設計的優點是其體積小於3cm³。youqishigaijiejuefanganshijiyudanxinpianchuansongyuanjiandexiaoxinghuahemeijiegelichafenyaliceliangchengweikeneng。gaiyalibiansongqikeyongyurenhenenggoujiangqijichengzaigaoshuipingxitongzhongdeyingyong,zheyangdexitongyingzuyibaohubiansongqibushouwaibuyingxiang。jiangmeijieyunsongzhiyalishuruxiandebufenyoubuxiugangzhicheng,baozhengduiqinshixingmeijiejuyougaodikangxing。genjuyalifanweihejiehechangsuo,gongyilianjiejiankeyishiO形環、管件或螺絲。其應用包括用多傳感器係統測量汙水的壓力。
作為獨立測量係統的已封裝壓力變送器
ruguojiangyalibiansongqiyongzuoduliceliangxitong,bixubaohuqimianshouwaibuhuanjingyingxiang,ruzaiqijiehechufujiandehuichenheshuiwu。zheyidianshitongguoshiyongzaidaduoshuyingyongzhongdoujuyoulianghaodemeijiedikangxinghechongfendewenduwendingxingdesuliaofengzhuangshixiande。gaifengzhuangjiqiyaliduanzi、連接器和安裝零件都適合客戶定製(圖3)。對於要求極高的應用,還可以提供不鏽鋼封裝版本。應用包括測量差壓、監測腐蝕性氣體濾波器和測量冷卻劑壓力。

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