Датчик давления

Датчики давления MEMS являются абсолютным ядром и основным направлением современной технологии измерения давления. Они представляют собой революцию в миниатюризации, интеллекте и низкой стоимости.

 

МЭМС, или микро-электро-механические системы, относятся к миниатюрным механическим и электронным системам, которые производятся в больших количествах на кремниевых пластинах с использованием процессов изготовления интегральных схем (ИС).

Основой МЭМС-датчика давления является кремниевая диафрагма-шкалы микрометра. Давление, действующее на эту диафрагму, приводит к ее деформации. Эта деформация изменяет электрические характеристики встроенных чувствительных элементов, и, измеряя эти электрические изменения, можно определить значение давления. По принципу чувствительности их в основном разделяют на следующие типы:

• Принцип: Пьезорезистивные элементы создаются на кремниевой диафрагме посредством процесса легирования и соединяются, образуя мост Уитстона. Когда диафрагма деформируется под давлением, значения сопротивления изменяются, в результате чего мост выдает сигнал напряжения, пропорциональный давлению.
• Характеристики: зрелая технология, простая структура, большой выходной сигнал, низкая стоимость. Это наиболее распространенный и экономичный тип датчика давления MEMS. Однако он чувствителен к температуре и требует температурной компенсации.

• Принцип: Кремниевая диафрагма действует как одна пластина конденсатора, образуя миниатюрный конденсатор с другой неподвижной пластиной. Давление деформирует диафрагму, изменяя расстояние между двумя пластинами, тем самым вызывая изменение емкости.
• Характеристики: Низкое энергопотребление, высокая чувствительность, хорошие температурные характеристики, сильная устойчивость к перегрузкам. Часто используется в областях измерения малой-мощности и низкого-давления.

• Принцип: Давление изменяет напряжение в кремниевой диафрагме, что изменяет собственную частоту изготовленного на ней миниатюрного резонансного луча. Давление измеряется путем измерения изменения частоты.
• Характеристики: Очень высокая точность, хорошая стабильность, цифровой выход (частота). Однако структура сложна, стоимость высока, и в основном он используется в-высокотехнологичных промышленных и аэрокосмических областях.

Датчики давления МЭМС изготавливаются на кремниевых пластинах с использованием стандартных полупроводниковых процессов (таких как фотолитография, травление, диффузия, осаждение тонких-пленок). Ключевым этапом является формирование полости и диафрагмы давления, обычно с использованием методов объемной микрообработки или поверхностной микрообработки.

По сравнению с традиционными механическими или металлическими мембранными датчиками давления МЭМС-датчики давления обладают огромными преимуществами:

• Миниатюризация:Размер может достигать миллиметров или даже микрометров, что упрощает интеграцию.
• Массовое производство и низкая стоимость:Производятся одновременно тысячами на пластинах, как и чипы, что значительно снижает стоимость одного датчика.
• Высокая точность и высокая надежность:Нет движущихся частей, длительный усталостный срок службы.
• Низкое энергопотребление:Особенно подходит для портативных устройств-с питанием от аккумулятора.
• Интеллект:Схемы формирования сигнала, микропроцессоры, датчики температуры и т. д. можно легко интегрировать в одну микросхему с сенсорным блоком, образуя «систему-на-чипе» для достижения само-компенсации, само-калибровки и цифрового выхода.

Эталонное давление представляет собой вакуум. Он измеряет давление относительно идеального вакуума.

Применение: Высотомеры, метеостанции, вакуумные системы.

Эталонным давлением является текущее атмосферное давление. Он измеряет давление относительно атмосферного давления. Обычно в корпусе имеется вентиляционное отверстие.

Области применения: Мониторы артериального давления, барометры, контроль промышленных процессов (например, давления в трубопроводах).

Применение: измерение расхода, контроль засорения фильтров, измерение уровня жидкости.

горячая этикетка : ядро датчика давления, поставщики ядра датчика давления в Китае, Датчик давления в полости, Различные типы датчиков давления, Датчик монитора, Контроллер датчика давления, Датчик качества, Типы датчиков в промышленности