絕壓傳感器表：NovaSensor新推集成溫度和壓力背壓式絕壓傳感器 - PT1907氣液兼容渾然天成

繼NovaSensor推出第一款基于背壓式傳感器P1905以來(lái)，背壓式結(jié)構(gòu)的壓力傳感器以其獨(dú)特的構(gòu)造，在保證產(chǎn)品的線性度、靈敏度、低遲滯及可靠性的前提下，給壓力傳感器提供了優(yōu)異的介質(zhì)兼容性。可在不使用常規(guī)凝膠，或者薄膜硅油隔離的情況下，傳感器可與被測(cè)負(fù)責(zé)氣液復(fù)雜介質(zhì)直接接觸。這給產(chǎn)品的封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)了變革，從而產(chǎn)品在汽車變速箱液壓控制等應(yīng)用中被廣泛使用。

圖-1 背壓式PT1907絕壓傳感器
與一般的壓力傳感器相比，設(shè)計(jì)的改變并沒(méi)有改變產(chǎn)品的尺寸大小：
PT1907-1:?1.9mm*1.9mm*1.6mm (有玻璃基座，集成溫感二極管)
PT1907-2:?2.0mm*2.0mm*0.8mm (無(wú)玻璃基座，集成溫感二極管)
P1905:?1.93mm*1.93mm*1.64mm
P883:? 2.1mm*2.1mm*2.0mm ?
P1602:?1mm*1mm*0.6mm?

在測(cè)量差壓或者表壓時(shí)，有時(shí)候會(huì)將壓力傳感器敏感面的背面作為受力面。如果產(chǎn)品性能及工況允許，如很多款NovaSensor表壓或者差壓型的傳感器或者硅片，雖然不贊成，有時(shí)也可以這樣使用，不過(guò)輸出信號(hào)是相反的。但是當(dāng)需要測(cè)量絕壓時(shí)，非背壓式的傳感器和綁定線就必須將受壓面直面測(cè)量介質(zhì)，如圖-2所示，其中藍(lán)色部分為真空腔體。
比較兩種構(gòu)造的絕對(duì)壓力傳感器使用方式：?
·?一般絕壓傳感器：由于綁定線及傳感器都處在被測(cè)量介質(zhì)這一面，對(duì)于一般性的氣體壓力測(cè)量，幾乎毫無(wú)例外地需要在綁定線及硅片上覆蓋凝膠，即傳遞壓力，又保護(hù)傳感器及綁定線；遇到腐蝕性氣體或者液體，則必須使用硅油加不銹鋼薄膜的方式進(jìn)行保護(hù)。
·?背壓式絕壓傳感器：被測(cè)介質(zhì)不再直接接觸綁定線及傳感器敏感面，而是通向介質(zhì)的鈍面直接施壓。在鈍面是致密的氮化硅及氧化硅，可以與當(dāng)前絕大多數(shù)的介質(zhì)接觸而無(wú)不良反應(yīng)。因此，通過(guò)封裝設(shè)計(jì)可以避免使用以上介質(zhì)隔離的方式而直接應(yīng)用于測(cè)量。實(shí)踐證明，該類型的絕壓傳感器在汽車機(jī)油及液壓高溫復(fù)雜環(huán)境下完全可以勝任絕對(duì)壓力的測(cè)量。 ?PT1907內(nèi)部壓力部分參數(shù)：
要在壓力檢測(cè)面上另加一個(gè)真空腔體結(jié)構(gòu)，而不對(duì)傳感器形成長(zhǎng)期穩(wěn)定性的應(yīng)力影響，需要克服難以想象的技術(shù)困難。ASTG（安費(fèi)諾傳感器技術(shù)集團(tuán)）旗下的NovaSensor利用其擅長(zhǎng)的硅熔鍵合（SiliconFusion Bonding），深度反應(yīng)式離子蝕刻技術(shù)（DRIE）及獨(dú)有的SenStable?技術(shù)，加上優(yōu)異的設(shè)計(jì)，很好地解決了以上的難題。

表-1：PT1907壓力參數(shù)
PT1907內(nèi)部測(cè)溫二極管部分參數(shù)：
在硅阻壓力傳感器的應(yīng)用過(guò)程中，始終需要處理壓力校準(zhǔn)和溫度補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題。無(wú)論是單獨(dú)設(shè)計(jì)的信號(hào)處理電路，還是調(diào)理芯片，其內(nèi)部或者應(yīng)用電路中，都應(yīng)有一個(gè)溫度傳感器。

圖4：PT1907原理圖
當(dāng)硅阻壓力傳感器，借助MEMS技術(shù)中與IC生產(chǎn)相近的工藝部分，把二極管集成在硅片傳感器之上后，與之前的獨(dú)立于壓力傳感器的溫度傳感器比較，集成溫度二極管的壓力產(chǎn)品具有以下特點(diǎn)：
· 溫度參數(shù)更準(zhǔn)確無(wú)遲滯地反映壓力傳感器的實(shí)際溫度；
· 無(wú)論對(duì)于產(chǎn)品壓力校準(zhǔn)還是實(shí)際應(yīng)用，具有更快的溫度響應(yīng)時(shí)間特性；
· 提高了產(chǎn)品的測(cè)量響應(yīng)特性，避免因?yàn)閴毫π盘?hào)測(cè)量與溫度測(cè)量之間存在遲滯而導(dǎo)致的測(cè)量不準(zhǔn)；
· 更方便可靠地利用二極管前向電壓與溫度之間的關(guān)系進(jìn)行測(cè)溫；
· 省卻額外的測(cè)溫器件，大大節(jié)省了設(shè)計(jì)空間；
PT1907就是這樣一款產(chǎn)品。內(nèi)部原理圖簡(jiǎn)化如圖-4（略去需與基底部分連接的焊盤）。二極管的極電流方程：

一般分析實(shí)驗(yàn)都可獲悉，在一定溫度范圍內(nèi)，公式（2）中，當(dāng)二極管電流ID保持恒流作用下，二極管前向電壓值VD與當(dāng)前的溫度基本呈線性關(guān)系。

表-2：PT1907溫感二極管參數(shù)
當(dāng)前測(cè)壓溫補(bǔ)的驅(qū)動(dòng)傳感器的兩個(gè)方案：
（1）獨(dú)立電路的信號(hào)放大處理

圖-5? 恒流驅(qū)動(dòng)二極管測(cè)溫電路示意

圖-6? 壓力傳感器典型的差分放大電路示意圖
應(yīng)用中，測(cè)溫和測(cè)壓兩個(gè)電路分別進(jìn)行。當(dāng)然，測(cè)溫電路(圖-5)中因?yàn)樵礃O電壓VS已知，也可以單端處理Vd，且該電路可以通過(guò)調(diào)整共模電壓范圍再差分放大以期獲得更好的分辨率。其中,測(cè)溫二極管的兩極前向電壓VF(T)和場(chǎng)效應(yīng)管漏源極間電壓可以表示為：

（2）調(diào)理芯片（如ZDC）

圖-7? 帶外部測(cè)溫二極管輸入的調(diào)理芯片
PT1907產(chǎn)品的典型應(yīng)用：
· 該系列產(chǎn)品適用于多個(gè)壓力溫度測(cè)量應(yīng)用領(lǐng)域
· 汽車各壓力控制系統(tǒng)
· 工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)
· 航空航天
· 富挑戰(zhàn)性的氣液復(fù)雜介質(zhì)、溫度測(cè)量應(yīng)用

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陜西瑞迅電子信息技術(shù)有限公司 029--809

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輸出信號(hào)：電壓信號(hào)0.5---4.5V或數(shù)字信號(hào)（雙字節(jié)）或PWM信號(hào)（mA）
測(cè)量范圍：0---100KPa---700KPa---1.0MPa---3MPa（kPa）
測(cè)量介質(zhì)：氣體

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絕壓傳感器 絕對(duì)壓力傳感器
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絕壓傳感器表：絕壓傳感器,表壓傳感器和差壓傳感器三者之間的區(qū)別是什么？

要選擇除壓力范圍以外的特定應(yīng)用正確的壓力傳感器,首先必須考慮所有類型的壓力測(cè)量。壓力傳感器與參考?jí)毫?br/>相比可測(cè)量特定壓力,并可分為絕對(duì),表壓和差動(dòng)裝置。
這些術(shù)語(yǔ)將基于壓阻壓力傳感器進(jìn)行解釋。
表壓，絕壓測(cè)量：

絕對(duì)壓力
絕對(duì)壓力是指自由空間的真空度(零壓力)。
實(shí)際上,絕對(duì)壓阻式壓力傳感器測(cè)量相對(duì)于密封在其傳感膜片后面的高真空基準(zhǔn)的壓力。
與要測(cè)量的壓力相比,真空必須可以忽略不計(jì)。
例子
絕對(duì)壓力傳感器用于測(cè)量氣壓計(jì)或高度計(jì)。
此外,絕對(duì)壓力傳感器可確保在真空包裝機(jī)中施加固定的真空壓力,以密封和保存食品,而不受當(dāng)?shù)厝諝鈮旱挠?br/>響。
表壓
表壓是相對(duì)于環(huán)境大氣壓測(cè)量的。海平面的平均大氣壓為1013.25 mbar。
由于天氣條件或海拔高度而引|起的氣壓變化直接影響表壓傳感器的輸出。
于環(huán)境壓力的表壓稱為正壓。如果測(cè)得的壓力低于大氣壓,則稱為負(fù)表壓或真空表壓。通常,真空是基本.上沒(méi)有
物質(zhì)的空間體積。
根據(jù)其質(zhì)量,真空分為不同的范圍,例如低,高和超高真空。
 差壓，表壓，絕壓測(cè)量：

勵(lì)表壓力傳感器僅提供一個(gè)壓力端口。 環(huán)境空氣壓力通過(guò)通風(fēng)孔或通風(fēng)管引向傳感元件的背面,因此得到補(bǔ)償。
例子
表壓測(cè)量的典型示例是輪胎壓力的控制。在此,于環(huán)境壓力的正確正壓力決定了非常佳輪胎性能。
在通風(fēng)罐或敞開(kāi)容器中進(jìn)行靜液壓液位測(cè)量時(shí),必須補(bǔ)償大氣壓變化,以避免虛假的液位指示。既可以使用帶通氣
管的潛水液位探頭,也可以采用帶通氣孔的外部安裝螺紋壓力變送器。
不同的壓力
壓差是任意兩個(gè)過(guò)程壓力p1和p2之間的差。
因此,差壓傳感器必須提供兩個(gè)單好的帶管或螺紋連接的壓力端口。
通常,這些壓力傳感器能夠測(cè)量正壓差和負(fù)壓差,即p1> p2和p1 。 這些傳感器稱為雙向差壓傳感器,范圍
為1..+ 1
bar或2...+ 2.5
mbar。
相反,單向壓差傳感器僅在正范圍內(nèi)(p1> p2
)運(yùn)行,例如從...1 bar或...5 mbar ,并且必須向定義為"高
壓"的壓力端口施加更高的壓力。

例子
壓差傳感器用于例如工業(yè)中確定流量或在HVAC應(yīng)用中控制空氣流量。管道中安裝的孔板會(huì)產(chǎn)生非常小的工藝流壓
降,該壓降是體積流量的度量。壓差傳感器測(cè)量元件上的壓降并計(jì)算等效流量。
在過(guò)濾器監(jiān)視中使用相同的原理。當(dāng)過(guò)濾器開(kāi)始阻塞流動(dòng)阻力時(shí),整個(gè)過(guò)濾器的壓降將增加。差壓變送器控制該壓
降,并在達(dá)到臨界值時(shí)觸發(fā)警報(bào)

絕壓傳感器表：絕壓傳感器在線檢定／校準(zhǔn)裝置的設(shè)計(jì)

摘要：

絕壓傳感器在線檢定/校準(zhǔn)裝置的設(shè)計(jì)是依據(jù)JJG882—2004《壓力變送器檢定規(guī)程》,為實(shí)現(xiàn)傳感器在生產(chǎn)管線上被檢定的設(shè)計(jì)。此設(shè)計(jì)報(bào)告為絕壓傳感器在線檢定/校準(zhǔn)裝置提供理論支持,也為今后涉及相關(guān)內(nèi)容的設(shè)計(jì)提供參考。設(shè)計(jì)要求有:依據(jù)絕壓傳感器檢定原理設(shè)計(jì)在線檢定原理；依據(jù)JJG882—2004中標(biāo)準(zhǔn)儀器及配套設(shè)備要求,確保設(shè)計(jì)內(nèi)容不引入新的不確定度；設(shè)計(jì)可同時(shí)安裝不同量程標(biāo)準(zhǔn)表的真空室結(jié)構(gòu),以便于在線檢定不同量程傳感器；確定符合生產(chǎn)線空間條件的真空室尺寸并選擇材料；按JB/T4735—1997《鋼制焊接常壓容器》標(biāo)準(zhǔn)校核真空室筒體厚度、開(kāi)孔及補(bǔ)強(qiáng)和其平蓋開(kāi)孔及厚度是否滿足穩(wěn)定性要求；選擇真空度符合檢定要求的真空閥,并驗(yàn)算其漏率是否滿足使用要求；設(shè)計(jì)真空系統(tǒng)管路,驗(yàn)算管道壁厚及其在彎管加工后是否符合穩(wěn)定性要求；設(shè)計(jì)連接在線傳感器的管路；按確定計(jì)算流量、確定計(jì)算壓差、計(jì)算流量系數(shù)、選取流量系數(shù)、驗(yàn)算開(kāi)度、驗(yàn)算可調(diào)比、確定口徑的步驟選擇微調(diào)閥。

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