本頁(yè)主要講解內(nèi)容：壓力傳感器,壓力傳感器選型,壓力傳感器運(yùn)用
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我司主要代理經(jīng)銷(xiāo)的有：瑞士Priamus壓力傳感器
美國(guó):Cooper Instruments & Systems DJ Futek RDP Geokon Kulite
丹尼斯克（Dynisco ）、美國(guó)Dytran壓力傳感器
德國(guó):Burster、EHP、博德（BD-SENSOR）、HBM、德布蘭特（Dr.Brandt）、E+H壓力傳感器
英國(guó):Techni Measure Elite Transducers Inscale Measurement
日本: TOYO SOKKI(日本東洋)、VALCOM（沃康）、日本NMB壓力傳感器（美培亞）、艾安德AND、橫河yokogawa壓力傳感器
概述：壓力傳感器將壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出的傳感器。通常把壓力測(cè)量?jī)x表中的電測(cè)式儀表稱(chēng)為壓力傳感器。壓力傳感器一般由彈性敏感元件和位移敏感元件（或應(yīng)變計(jì)）組成。彈性敏感元件的作用是使被測(cè)壓力作用于某個(gè)面積上并轉(zhuǎn)換為位移或應(yīng)變，然后由位移敏感元件或應(yīng)變計(jì)轉(zhuǎn)換為與壓力成一定關(guān)系的電信號(hào)。有時(shí)把這兩種元件的功能集于一體。壓力傳感器廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)。
購(gòu)買(mǎi)進(jìn)口壓力傳感器該如何選型？
廣州蘭瑟電子有限公司集技術(shù)研發(fā)，銷(xiāo)售與一體的國(guó)際測(cè)量專(zhuān)家，極力打造優(yōu)質(zhì)高端的壓力傳感器，目前傳感器已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)上不可缺少的一部分，它的應(yīng)用范圍比較廣泛，但是往往許多客戶(hù)都不知道該怎么選擇適合自己的那款，今天我就簡(jiǎn)單的介紹幾種選型技巧，希望對(duì)各位能有所幫助，根據(jù)經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)實(shí)需要我們選擇壓力傳感器。
首先在選擇合適的壓力傳感器過(guò)程中，了解介質(zhì)的特點(diǎn)尤為重要。
介質(zhì)的腐蝕性如何，導(dǎo)電性如何。根據(jù)介質(zhì)的這些屬性選用相應(yīng)類(lèi)型的傳感器。
介質(zhì)溫度范圍如何，一是介質(zhì)的經(jīng)常性的溫度范圍為多少，根據(jù)此信息選擇補(bǔ)償溫度與其范圍一致的傳感器，二是介質(zhì)的最高溫度范圍，根據(jù)此信息選擇使用溫度范圍一致的傳感器。
若以上兩點(diǎn)如果選擇不正確，極有可能損害傳感器甚至引起事故，下面我們來(lái)舉例說(shuō)明
壓力傳感器可測(cè)量海浪狀態(tài)下的水深情況
壓力傳感器測(cè)量海浪狀態(tài)下的水深情況是壓力傳感器應(yīng)用范圍的又一個(gè)突破，而且這也將給壓力傳感器帶來(lái)一個(gè)嶄新的市場(chǎng)，前景會(huì)樂(lè)觀(guān)。
倘若在古代，我們要想測(cè)量海浪的一些參數(shù)卻是非常困難的一件事情，而如今科技的迅速發(fā)展，尤其是隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，我們可以利用各種各樣的傳感器測(cè)量海浪的相應(yīng)參數(shù)，比如我們利用壓力傳感器對(duì)在海浪狀態(tài)下的深度進(jìn)行測(cè)量。一般情況下，用于測(cè)量海浪狀態(tài)下水深的壓力傳感器要求抗干擾性能好，而且要有較好的穩(wěn)定性、高精度、高過(guò)載等特性。
對(duì)海浪深度進(jìn)行測(cè)量的原理及操作步驟在物體的上下兩面分別安裝了引水口，而壓力傳感器就通過(guò)水孔引入到浮體內(nèi)部中，里面采用了性能優(yōu)越的壓力傳感器測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)和海浪的動(dòng)態(tài)參數(shù)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集器連接A/D轉(zhuǎn)換已經(jīng)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)運(yùn)算得出動(dòng)態(tài)的水深情況。
需要注意的問(wèn)題1在測(cè)量過(guò)程中我們要考慮相應(yīng)的環(huán)境的改變，例如當(dāng)時(shí)的天氣情況、海水的穩(wěn)定等；2在測(cè)量過(guò)程中我們需要進(jìn)行多次的測(cè)量，采集多個(gè)不同地點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的比較，而不能簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的一次性測(cè)量就得出結(jié)果；3最后，一般只有高精度的壓力傳感器是不行的，還需要配備高精度、快響應(yīng)的數(shù)據(jù)采集器以及數(shù)據(jù)顯示儀。
壓力傳感器測(cè)量海浪狀態(tài)下的水深情況是壓力傳感器應(yīng)用范圍的又一個(gè)突破，而且這也將給壓力傳感器帶來(lái)一個(gè)嶄新的市場(chǎng)，前景會(huì)樂(lè)觀(guān)。
壓力傳感器在汽車(chē)行業(yè)的應(yīng)用 提高排放標(biāo)準(zhǔn)
摘要：隨著汽車(chē)行業(yè)燃油經(jīng)濟(jì)性的要求日益提高以及排放標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格，越來(lái)越多的系統(tǒng)應(yīng)用到汽車(chē)當(dāng)中，例如進(jìn)氣/尾氣管理系統(tǒng)、燃油蒸汽管理系統(tǒng)、剎車(chē)助力系統(tǒng)、柴油顆粒濾清系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)都需要借助壓力傳感器快速準(zhǔn)確獲得的壓力信息來(lái)確定系統(tǒng)的狀態(tài)和下一步的動(dòng)作。
在壓力傳感器的研發(fā)和生產(chǎn)上積累了多年的經(jīng)驗(yàn)，其集成的壓力傳感器系列能夠根據(jù)客戶(hù)應(yīng)用的要求提供不同工作模式、不同量程范圍的芯片.將MEMS工藝和CMOS工藝集成到同一個(gè)芯片上，實(shí)現(xiàn)了從壓力傳感到信號(hào)處理整個(gè)流程的單芯片解決方案。
應(yīng)用如下：
1、隨著汽車(chē)行業(yè)燃油經(jīng)濟(jì)性的要求日益提高以及排放標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格，越來(lái)越多的系統(tǒng)應(yīng)用到汽車(chē)當(dāng)中，例如進(jìn)氣/尾氣管理系統(tǒng)、燃油蒸汽管理系統(tǒng)、剎車(chē)助力系統(tǒng)、柴油顆粒濾清系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)都需要借助壓力傳感器快速準(zhǔn)確獲得的壓力信息來(lái)確定系統(tǒng)的狀態(tài)和下一步的動(dòng)作。
我司在壓力傳感器的研發(fā)和生產(chǎn)上積累了多年的經(jīng)驗(yàn)，其集成的壓力傳感器系列能夠根據(jù)客戶(hù)應(yīng)用的要求提供不同工作模式、不同量程范圍的芯片。將MEMS工藝和CMOS工藝集成到同一個(gè)芯片上，實(shí)現(xiàn)了從壓力傳感到信號(hào)處理整個(gè)流程的單芯片解決方案。
輪胎壓力傳感器力敏芯片的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)
為開(kāi)發(fā)輪胎壓力傳感器，我們?cè)O(shè)計(jì)和研制出了一種適用的絕對(duì)壓力傳感器，它是一種基于MEMS硅體微機(jī)械加工技術(shù)的微型壓阻絕對(duì)壓力傳感器，敏感元件為―集成惠斯頓全橋，圖1為其敏感元件的俯視圖，圖2為其割面示意面圖，其力薄膜的尺寸為620×620um，厚度為40um。力敏電阻按常規(guī)設(shè)計(jì)分布在正方形硅薄膜的四邊邊緣中心點(diǎn)，按〈110〉晶向排列，一對(duì)呈縱向布局，一對(duì)呈切向布局，從而形成惠斯頓應(yīng)變?nèi)珮�。電阻條寬8um，全長(zhǎng)60um,平均有效應(yīng)力可以保證20mV／V的輸出靈敏度。電阻采用離子注入摻雜形成，有優(yōu)良的均勻性和摻雜準(zhǔn)確度以保證零位和靈敏度的穩(wěn)定性，電阻設(shè)計(jì)的阻抗為5KΩ，采用硅硅鍵合技術(shù)形成絕對(duì)壓力傳感器的真空參考腔。它比之用硅－pyrex玻璃陽(yáng)極鍵合形成絕對(duì)壓力參考腔有更優(yōu)良的熱膨漲系統(tǒng)匹配，因而更有利于產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性。采用這一設(shè)計(jì)工藝技術(shù)的另一重大優(yōu)點(diǎn)是可以大大縮小單元芯片尺寸，本設(shè)計(jì)的單元芯片尺寸為1mm×1mm，在1個(gè)四英硅圓片上可制作七千余個(gè)力敏感元件單元，而采用硅―玻璃鍵合設(shè)計(jì)的單元芯片尺寸一般為1.5×1.5mm至2.2×2.2mm，因而在一個(gè)四英吋的硅圓片上可制的壓力敏感元件單元分別為3400個(gè)和1600個(gè)，顯而易見(jiàn)，我們的設(shè)計(jì)有利于降低單元制作成本。當(dāng)然，采用這一設(shè)計(jì)的前提是掌握好硅―硅鍵合技術(shù)及薄硅膜片制作技術(shù)。鑒于輪胎壓力傳感器的量程較大，硅膜片較厚，采用精密機(jī)械減薄或各向同性腐蝕技術(shù)都不難達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，即使將這一設(shè)計(jì)的量程下延至汽車(chē)用MAP和AAP絕對(duì)壓力傳感器的量程，采用Smart Cut 技術(shù)或外延片電化學(xué)選擇腐蝕技術(shù)亦不難獲得15~20um厚的硅薄膜。
本壓力敏感芯片的主要工藝制作流程如下：
本壓力芯片的研制已經(jīng)完成，用本芯片封裝的壓力傳感器的基本性能如下:
非線(xiàn)性：0.05~0.1%FS；遲滯與重復(fù)性：0.03%FS；輸出靈敏度：10~20mV／V；量程：700Kpa；過(guò)載能力：300%；零點(diǎn)及靈敏度溫度系數(shù)：1~3×10-4 /℃·FS.
本芯片亦可供輪胎壓力傳感器及手持式數(shù)字輪胎壓力及配套使用
結(jié)語(yǔ)
用MEMS硅體微機(jī)械加工技術(shù)制作成功輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用的輪胎壓力傳感器芯片，采用硅―硅鍵合設(shè)計(jì)與相關(guān)工藝技術(shù)縮小芯片尺寸，降低單元成本，為TPMS產(chǎn)品開(kāi)發(fā)走出了第一步。
固態(tài)壓阻壓力傳感器應(yīng)用及特點(diǎn)
半導(dǎo)體單晶硅材料在受到外力作用，產(chǎn)生肉眼根本察覺(jué)不到的極微小應(yīng)變時(shí)，其原子結(jié)構(gòu)內(nèi)部的電子能級(jí)狀態(tài)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致其電阻率劇烈的變化，由其材料制成的電阻也就出現(xiàn)極大變化，這種物理效應(yīng)叫壓阻效應(yīng)。人類(lèi)是在本世紀(jì)五十年代才開(kāi)始發(fā)現(xiàn)和研究這一效應(yīng)的應(yīng)用價(jià)值的。利用壓阻效應(yīng)原理，采用三維集成電路工藝技術(shù)及一些專(zhuān)用特殊工藝，在單晶硅片上的特定晶向，制成應(yīng)變電阻構(gòu)成的惠斯頓檢測(cè)電橋，并同時(shí)利用硅的彈性力學(xué)特性，在同一硅片上進(jìn)行特殊的機(jī)械加工，集應(yīng)力敏感與力電轉(zhuǎn)換檢測(cè)于一體的這種力學(xué)量傳感器，稱(chēng)為固態(tài)壓阻傳感器。以氣、液體壓強(qiáng)為檢測(cè)對(duì)象的則稱(chēng)為固態(tài)壓阻壓力傳感器，它誕生于六十年代末期。顯然，它較之傳統(tǒng)的膜合電位計(jì)式，力平衡式，變電感式，變電容式，金屬應(yīng)變片式及半導(dǎo)體應(yīng)變片式傳感器技術(shù)上先進(jìn)得多，目前仍是壓力測(cè)量領(lǐng)域最新一代傳感器。由于各自的特點(diǎn)及局限性，它雖然不能全面取代上述各種力學(xué)量傳感器，但是，從八十年代中期以后，在美，日，歐傳感器市場(chǎng)上，它已是壓力傳感器中執(zhí)牛耳的品種，并與壓電式幾乎平分了加速度傳感器的國(guó)際市場(chǎng)。目前，在以大規(guī)模集成電路技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)介入為特色的智能傳感器技術(shù)中，由于它能做成單片式多功能復(fù)合敏感元件來(lái)構(gòu)成智能傳感器的基礎(chǔ)，因此，它仍然最受矚目。
主要特點(diǎn)：
1. 靈敏度高：硅應(yīng)變電阻的靈敏因子比金屬應(yīng)變片高50～100倍，故相應(yīng)的傳感器靈敏度很高，一般滿(mǎn)量程輸出為100mv左右。因此對(duì)接口電路無(wú)特殊要求，應(yīng)用成本相應(yīng)較低。由于它是一種非機(jī)械結(jié)構(gòu)傳感器，因而分辨率極高，國(guó)外稱(chēng)之無(wú)限，即主要受限于外界的檢測(cè)讀出儀表限制及噪聲干擾限制，一般均可達(dá)傳感器滿(mǎn)量程的十萬(wàn)分之一以下。硅壓阻傳感器在零點(diǎn)附近的低量程段無(wú)死區(qū)，且線(xiàn)性?xún)?yōu)良。
2. 精度高：由于固態(tài)壓阻壓力傳感器的感受，敏感轉(zhuǎn)換和檢測(cè)三部分由同一個(gè)元件實(shí)現(xiàn)，沒(méi)有中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，所以不重復(fù)性和遲滯誤差極小。同時(shí)由于硅單晶本身剛度很大，形變很小，保證了良好的線(xiàn)性，因此綜合靜態(tài)精度很高。
3. 體積小、重量輕、動(dòng)態(tài)頻響高：由于芯體采用集成工藝，又無(wú)傳動(dòng)部件，因此體積小，重量輕。小尺寸芯片加上硅極高的彈性模數(shù)，敏感元件的固有頻率很高。在動(dòng)態(tài)應(yīng)用時(shí)，動(dòng)態(tài)精度高，使用頻帶寬，合理選擇設(shè)計(jì)傳感器外型，使用帶寬可以從零頻至100千赫茲。
4. 性能穩(wěn)定、可靠性高：由于工作彈性形變低至微應(yīng)變數(shù)量級(jí)，彈性薄膜最大位移在亞微米數(shù)量級(jí)，因而無(wú)磨損、無(wú)疲勞、無(wú)老化。壽命長(zhǎng)達(dá)107壓力循環(huán)次以上。
5. 溫度系數(shù)小：由于微電子技術(shù)的進(jìn)步，四個(gè)應(yīng)變電阻的一致性可做的很高，加之激光修調(diào)技術(shù)、計(jì)算機(jī)自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)的進(jìn)步，目前硅壓阻傳感器的零位與靈敏度溫度系數(shù)已可達(dá)10-5/℃數(shù)量級(jí),即在壓力傳感器領(lǐng)域已超過(guò)溫度系數(shù)小的應(yīng)變式傳感器的水平。
6. 適應(yīng)介質(zhì)廣：硅的優(yōu)良化學(xué)防腐性能，與硅油的良好可兼容性，使得隔離式結(jié)構(gòu)易于實(shí)現(xiàn)，即使非隔離型的壓阻壓力傳感器，也有相當(dāng)程度的適應(yīng)各種介質(zhì)的能力。
7. 安全防爆：由于其低電壓、低電流的低功耗特點(diǎn)，它是本質(zhì)安全防爆型產(chǎn)品，可廣泛用于各種化工工業(yè)檢測(cè)控制等領(lǐng)域，具有最優(yōu)性?xún)r(jià)比。
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