2025-05-11
في عصر إنترنت الأشياء، فإن قياس معايير الضغط للسوائل والغازات أصبح شائعًا بشكل متزايد في تطبيقات مثل مصابيح الحريق الذكية، وأعداد المياه الذكية، والمنازل الذكية،و صناعات السيارات و الأجهزة المنزليةغالبا ما يواجه المهندسون تحديات عند اختيار رقائق أجهزة استشعار الضغط بسبب مجموعة متنوعة من المبادئ وسلسلة المنتجات المتاحة.عدم فهم المزايا والسلبيات يمكن أن يؤدي إلى اتخاذ قرارات مبنية على الشائعات.
للمساعدة في اختيار أجهزة استشعار الضغط للتطبيقات الهندسية، نستفيد من خبرة شركتنا الواسعة في مجال الأتمتة وأجهزة استشعار إنترنت الأشياء.فيما يلي نظرة عامة موجزة على المعايير الرئيسية لاختيار أنواع مختلفة من أجهزة استشعار الضغط بناءً على نطاق القياس، متطلبات الدقة، نوع الوسائط، والتكلفة الكلية.
يمكن أن يكون التمييز بين الضغط العالي والمتوسط والمنخفض غامضًا في كثير من الأحيان. في القطاع الصناعي ، التصنيفات التالية شائعة:
كل صناعة لديها احتياجاتها الخاصة الخاصة لاستخدام أجهزة استشعار الضغط. على سبيل المثال ، تستخدم أجهزة استشعار الضغط السيراميكية على نطاق واسع في صناعة السيارات ،بينما تطبيقات الضغط العالي مثل آلات البناء الهيدروليكية غالبا ما تعتمد على الأفلام المزروعةعند اختيار جهاز استشعار، من المهم التواصل مع المهنيين في الصناعة لفهم منطق اختيارهم.
في التطبيقات منخفضة الضغط، مثل أجهزة التنفس الطبية، MEMS وشرائح مستشعر السيليكون المنتشرة تستخدم عادة.أو في طابعات رذاذ الحبر التي تتطلب مقاومة للتآكل، يمكن أن يفضل أجهزة استشعار سيراميكية سعة أو مقاومة أكبر. على سبيل المثال ، يمكن للمنتجات من E + H أن تقيس ضمن نطاق ± 7 kPa لقياس المستوى والضغط ،مع قطر قاعدة جهاز الاستشعار حوالي 32 مم.
لتطبيقات الضغط المتوسط ، حيث لا تتجاوز الضغوط ثلاثة أضعاف ضغط الانفجار ، غالبًا ما تكون أجهزة استشعار الضغط المقاومة السيراميكية المنحوتة القياسية كافية.أكثر من 95% من ضاغطات الهواء تستخدم هذا النوعوقد أدت التطورات الأخيرة إلى أجهزة استشعار مقاومة سيراميكية ذات غشاء مسطح قادرة على تحمل ضغوط انفجار تتجاوز عشرة أضعاف النطاق الاسميهذه أجهزة الاستشعار هي خيارات فعالة من حيث التكلفة في قياسات الضغط المتوسط.
في سيناريوهات الضغط العالي، مثل آلات البناء وأجهزة صب الحقن، يجب أن تتحمل أجهزة الاستشعار الصدمات الهيدروليكية.يتم تفضيل الأجسام المعدنية المرنة لصلابتها الفائقة بالمقارنة مع السيراميكالمعادن مثل 17-4PH توفر موثوقية أفضل فيما يتعلق بضغط الانفجار.
لتطبيقات الضغط العالي ، تستخدم أجهزة الاستشعار في المقام الأول فيلمًا رقيقًا مضغوطًا ومقاييس التوتر كشرائح أجهزة استشعار الضغط ، وعادة ما تصدر إشارات في نطاق 1-2 ميلو فولت / فولت.شركتنا تقوم بتطوير جهاز استشعار ضغط عالي، الذي يتبع نفس المبدأ للتكنولوجيا المقاومة السيراميكية، مع إشارة الخروج من 2-3 mV / V. الاستفادة من العمليات المتقدمة مثل تقطيع الليزر وتعويض درجة الحرارة النشطة،هذه أجهزة الاستشعار سوف تتفوق على المنتجات الموجودة في السوق.
عند اختيار الدقة ، لا يكون الهدف دائمًا اختيار أعلى دقة ممكنة ، ولكن بدلاً من ذلك ما يناسب التطبيق. يمكن أن تكون أجهزة استشعار الضغط عالية الدقة مكلفة ،والعديد من الادعاءات عالية الدقة تأتي مع قيود على ظروف استخدامهاإقرأ ورقة البيانات بعناية لتجنب سوء الفهم.
بالنسبة للإشارات الخارجة للمستشعر في نفس نطاق الضغط ، فإن MEMS ومنتجات السيليكون المنتشرة عادة ما يكون لها مخرج كامل النطاق من 5-20 mV / V ، ومستشعرات السيراميكية ذات الألواح السميكة من 2-4 mV / V ،في حين أن الفيلم الرقيق الممزق ومقاييس التوترات تخرج 1-2 ملف / فولتعلى الرغم من أن MEMS والسيليكون المنتشر يبدو متفوقًا ، إلا أنه يتأثر بشكل كبير بتغيرات درجة الحرارة ، مما يتطلب تعويضًا مناسبًا لدرجة الحرارة ومعايرة لأفضل أداء.
مع التقدم في الدوائر المتكاملة ، تقدم أجهزة مكبرات التضخيم الخلفية و ASICs الآن ما يصل إلى معالجة ADC 24 بت بتكاليف مخفضة.في حين أن أجهزة استشعار الضغط المقاومة السيراميكية لديها قيم إخراج أقل قليلا من MEMS، إشارات الإخراج المستقرة ، جنبا إلى جنب مع تحويل ADC عالية البيت ، يمكن أن تتساوى أو تتجاوز دقة السيليكون المنتشر.هذا التحسن يسهل الاستبدال التدريجي لمنتجات السيليكون المنتشرة في مختلف التطبيقات الصناعية والمدنية.
يتم تصنيف الوسائط المقاسة إلى غازات وسوائل ، حيث تنقسم الغازات إلى غازات نظيفة وأولئك الذين يحتويون على الماء أو النفط.والتركيبة الكيميائيةبشكل عام ، لا يمكن أن تصل MEMS والسيليكون المنتشر إلى اتصال مباشر مع الهواء الفعلي أو السوائل وتتطلب السيليكون المليء بالزيت أو غيره من الجيلات للعزل.أجهزة استشعار الضغط المقاومة من السيراميك مقاومة للتآكل وغير متأثرة بالثابت الكهربائي للوسطعلى عكس أجهزة استشعار الضغط السريرية السعة، التي تكافح لقياس ضغط الماء أو الزيت مع محتوى الماء دون عزل، أجهزة استشعار المقاومة السريرية أداء موثوق بها.
في بعض المجالات، سرعة الاستجابة ومقاومة البيئة من MEMS والسيليكون المنتشر تحد من استخدامها فوق 120 درجة مئوية.المنتجات المستهلكة قد تعاني من انحراف درجة الحرارة فوق 80 درجةوبالتالي فإن كل MEMS ومنتج السيليكون المنتشر يتطلب تعويض وتعديل درجات الحرارة المختلفة، مما يزيد من التكاليف.أجهزة استشعار الضغط السيراميكية ذات الألواح السميكة لديها معامل درجة حرارة المقاومة أقل من 100 جزء في المئة ومعامل درجة حرارة الحساسية أقل من 10 جزء في المئةمع تعويض درجة الحرارة النشطة وتكنولوجيا ضبط الليزر، يمكنهم تحقيق انحراف درجة الحرارة الصفرية في نطاق دقة محددة من -40 إلى 125 درجة.
في عصر إنترنت الأشياء ، يجب أن تكون أجهزة استشعار الضغط منتجة بكميات كبيرة وموثوقة للغاية ومنخفضة التكلفة ودقيقة لتلبية احتياجات التطبيق. تشمل الاعتبارات التكلفية نفقات المواد وتكاليف المعايرة ،الصيانة، قنوات المشتريات، قابلية الاستبدال، وأوقات التسليم.
عادةً ما تتطلب MEMS وشرائح السيليكون المنتشرة ملء الزيت والتعبئة الثانوية ، حيث تتراوح أسعار الوحدات من 60 إلى 200 يوان.تكاليف التجميع والمعايرة يمكن أن ترفع سعر السوق إلى حوالي 300-400 يوان.
في الآونة الأخيرة ، تكلف النواة السريرية السامية المحلية ما بين 10-20 يوان. على الرغم من أنها بأسعار معقولة ، إلا أن ASIC لمعالجة الدائرة السامة الخلفية يمكن أن تكون مكلفة.هذه الرقائق تسيطر عليها بشكل أساسي من قبل شركات مثل رينيساس اليابانية، SENSATA، و Melexis، مما يؤدي إلى تكاليف إجمالية حوالي 30 يوان.ولكن اعتمادهم على مصادر خارجية يمكن أن يؤدي إلى ارتفاع تكاليف الإنتاج.
النواة الرقيقة المزروعة مكلفة، وتكاليف اللحام مرتفعة. تواجه منتجات مقياس التوتر تكاليف عالية لللصق وعدم الاستقرار.مما يجعلها غير مناسبة للإنتاج الجماعي وأفضل ملائمة للتطبيقات الصغيرة.
النوع الوحيد من أجهزة استشعار الضغط التي تلبي متطلبات الإنتاج الجماعي،و الدقة الكافية بينما تستخدم رقائق التكييف المنتجة محلياًهذه أجهزة الاستشعار تقدم أقل تكلفة شاملة.
لقد أنشأت شركتنا أكبر خط إنتاج آلي لأجهزة استشعار الضغط السيراميكية المقاومة للضغط في البلاد.نحن نستخدم دوائر مستقرة للغاية وتقنيات تعويض الحرارة النشطةالتمرين مطلوب فقط للضغط مما يقلل من التكاليف بشكل كبير من خلال دمج رقائق تكييف محلية من شركات مثل جيوهاو الإلكترونيات و ناكسون الميكروإلكترونياتيمكننا تحقيق الاستقلالية والسيطرة على المكونات الأساسية، مما يسمح بالإنتاج منخفض التكلفة على نطاق واسع مع آفاق تطبيق واعدة.
