Понимание технологии и типов поликремниевых датчиков давления

Поликремниевые датчики давления — это высокоточные приборы, широко используемые в таких отраслях, как нефтегазовая, химическая переработка, производство электроэнергии и водоочистка. Известные своей точностью, стабильностью и надежностью, эти датчики используют передовые технологии кремниевой микрообработки и интегрированные сенсорные технологии. В данной статье рассматриваются принципы работы и распространённые типы поликремниевых датчиков давления.

1. Принцип работы поликремниевых датчиков давления
В основе поликремниевого датчика давления лежит микромеханический датчик, изготовленный из поликремниевого полупроводникового материала. Основной принцип основан на пьезорезистивном измерении, при котором электрическое сопротивление поликремния изменяется при приложении механического напряжения (вызванного давлением).

Ключевые компоненты:
Датчик-диафрагма: тонкая кремниевая диафрагма деформируется при приложении давления.
Пьезорезистивные элементы: имплантированные или диффундированные поликремниевые резисторы интегрированы в диафрагму по схеме моста Уитстона.
Схемы условного преобразования: преобразуют изменения сопротивления в стабильный электрический выход (обычно 4–20 мА или цифровые сигналы).
Процесс операции:
Давление, оказываемое на диафрагму, вызывает микродеформацию.
Эта деформация изменяет сопротивление поликремниевых элементов.
Схема моста Уитстона обнаруживает неуравновешенность и выдает соответствующий электрический сигнал.
Сигнал усиливается, компенсируется по температуре и линеаризуется бортовой электроникой.

2. Преимущества поликремниевой технологии
Высокая чувствительность и точность: благодаря стабильному пьезорезистивному эффекту в поликремнии.
Отличная компенсация температуры: интегрирована с встроенными датчиками температуры на чипе.
Долгосрочная стабильность: минимальный дрейф со временем.
Компактная и надежная: конструкция на основе MEMS обеспечивает миниатюризацию и долговечность.

3. Типы поликремниевых датчиков давления
а. Датчики избыточного давления (GP)
Измеряет давление относительно атмосферного. Используется в резервуарах, трубопроводах и системах распределения жидкостей.
б. Датчики абсолютного давления (AP)
Измеряет давление относительно идеального вакуума. Подходит для применений, требующих точного контроля уровня вакуума.
c. Датчики дифференциального давления (ДД)
Измеряет разницу давления между двумя точками. Обычно используется для измерения расхода, мониторинга фильтров и определения уровня в напорных емкостях.
d. Датчики высокого давления
Предназначен для экстремальных давлений, таких как гидравлические системы или баллоны с газом высокого давления.
e. Умные цифровые датчики давления
Включите цифровые протоколы связи, такие как HART, Modbus или Profibus, что позволит осуществлять удалённую калибровку, диагностику и интеграцию в промышленные системы управления.

4. Сценарии применения
Нефтегазопроводы: для точного мониторинга колебаний давления.
Химические производственные установки: устойчивы к коррозии и способны обрабатывать агрессивные среды.
Обработка воды и сточных вод: обеспечьте стабильное управление процессом в условиях колебаний.
Электростанции: контролируйте давление в котлах и паре с высокой стабильностью.

Заключение
Поликремниевые датчики давления представляют собой значительный шаг вперед в технологии измерения давления. Их сочетание точности, надежности и цифровых возможностей делает их незаменимыми в современной промышленной автоматизации. По мере того как интеграция датчиков и умное производство продолжают развиваться, датчики на основе поликремния будут играть ещё более заметную роль в интеллектуальных системах управления процессами.

Рекомендуемые инструменты

Адрес: Гуанхуа Рд, Цинян Дист, Чэнду, провинция Сычуань, Китай

Электронная почта:Sales@vacorda.com

Больше>