Une brève discussion sur la sélection des noyaux de capteurs de pression à l'ère de l'IoT

À l'ère de l'IoT, la mesure des paramètres de pression pour les liquides et les gaz est de plus en plus courante dans des applications telles que les hydrants incendie intelligents, les compteurs d'eau intelligents, les maisons intelligentes,et les industries de l'automobile et de l'électroménagerLes ingénieurs sont souvent confrontés à des défis lors de la sélection de puces de capteurs de pression en raison de la variété des principes et des séries de produits disponibles.Le manque de compréhension des avantages et des inconvénients peut mener à des décisions basées sur des rumeurs..

Pour vous aider à sélectionner des capteurs de pression pour des applications d'ingénierie, nous tirons parti de la vaste expérience de notre entreprise dans l'automatisation et les capteurs IoT.Vous trouverez ci-dessous un aperçu concis des principaux critères de sélection des différents types de capteurs de pression en fonction de la plage de mesure., les exigences de précision, le type de support et le coût global.

Différentes gammes et caractéristiques de l'industrie déterminent le type de capteur

La différenciation entre haute, moyenne et basse pression peut souvent être ambiguë.

• Basse pression:Pour les véhicules à moteur à combustion
• Pression moyenne:5 bar à 600 bar
• Pression élevée:Au-dessus de 600 bar

Chaque industrie a ses propres besoins spécifiques en matière d'utilisation de capteurs de pression.alors que les applications à haute pression comme les machines de construction hydrauliques reposent souvent sur des films pulvérisés. Lors du choix d'un capteur, il est essentiel de communiquer avec les professionnels de l'industrie pour comprendre leur logique de sélection.

Applications à basse pression

Dans les applications à basse pression, telles que les ventilateurs médicaux, les MEMS et les puces de capteurs en silicium diffus sont couramment utilisés.ou dans les imprimantes à jet d'encre nécessitant une résistance à la corrosionPar exemple, les produits E+H peuvent mesurer dans la plage de ±7 kPa pour la mesure du niveau et de la pression,d'un diamètre de base de capteur d'environ 32 mm.

Applications sous pression moyenne

Pour les applications à pression moyenne, où les pressions ne dépassent pas trois fois la pression d'éclatement, les capteurs de pression résistants en céramique à ménisque concave standard sont souvent adéquats.Plus de 95% des compresseurs d'air utilisent ce typeLes progrès récents ont conduit à des capteurs résistifs en céramique à membrane plate qui peuvent résister à des pressions de rupture supérieures à dix fois la plage nominale.Ces capteurs sont des choix rentables dans les mesures de pression moyenne..

Applications sous haute pression

Dans les scénarios de haute pression, tels que les machines de construction et les machines à injection, les capteurs doivent résister aux chocs hydrauliques.Les corps métalliques élastiques sont préférés pour leur ténacité supérieure par rapport à la céramiqueLes métaux comme le 17-4PH offrent une meilleure fiabilité en ce qui concerne la pression de rupture.

Pour les applications à haute pression, les capteurs utilisent principalement des films minces pulvérisés et des jauges de contrainte comme puces de capteurs de pression, produisant généralement des signaux dans la plage de 1 à 2 mV/V.Notre société développe un capteur de haute pression métallique à film épais., qui suit le même principe que la technologie résistive en céramique, avec un signal de sortie de 2 à 3 mV/V.Ces capteurs seront plus performants que les produits existants sur le marché..

Principes de sélection de la précision des mesures

Lors du choix de la précision, l'objectif n'est pas toujours de choisir la plus haute précision possible, mais plutôt ce qui convient à l'application.et de nombreuses allégations de haute précision sont accompagnées de limitations sur leurs conditions d'utilisation. Lisez attentivement la fiche de données pour éviter tout malentendu.

Pour les signaux de sortie des capteurs dans la même plage de pression, les MEMS et les produits en silicium diffusé ont généralement une sortie à pleine échelle de 5 à 20 mV/V, les capteurs en céramique à film épais de 2 à 4 mV/V,pendant que les films minces pulvérisés et les détensiomètres donnent 1-2 mV/VBien que les MEMS et le silicium diffusé semblent supérieurs, ils sont fortement affectés par les variations de température, nécessitant une compensation et un étalonnage de température adéquats pour des performances optimales.

Avec les progrès des circuits intégrés, les circuits intégrés d'amplification de back-end et les ASIC offrent désormais jusqu'à 24 bits de traitement ADC à moindre coût.Alors que les capteurs de pression résistifs en céramique ont des valeurs de sortie légèrement inférieures à celles des MEMS, les signaux de sortie stables, combinés à la conversion ADC à bits élevés, peuvent égaler ou dépasser la précision du silicium diffusé.Cette amélioration facilite le remplacement progressif des produits à base de silicium diffusé dans diverses applications industrielles et civiles.

Mesure du milieu et limites d'utilisation

Les milieux mesurés sont classés en gaz et liquides, les gaz étant ensuite divisés en gaz propres et ceux contenant de l'eau ou de l'huile.et composition chimiqueEn général, les MEMS et le silicium diffusé ne peuvent pas entrer en contact direct avec l'air ou les liquides réels et nécessitent du silicium rempli d'huile ou d'autres gels pour l'isolation.les capteurs de pression résistants en céramique sont résistants à la corrosion et n'ont pas d'effet sur la constante diélectrique du milieuContrairement aux capteurs de pression capacitifs en céramique, qui ont du mal à mesurer la pression de l'eau ou de l'huile avec une teneur en eau sans isolation, les capteurs de résistance en céramique fonctionnent de manière fiable.

Dans certains domaines, la vitesse de réponse et la résistance environnementale des MEMS et du silicium diffusé limitent leur utilisation au-dessus de 120 degrés Celsius.Les produits de consommation peuvent subir une dérive de température supérieure à 80 degrésAinsi, chaque MEMS et chaque produit de silicium diffusé nécessitent une compensation et un étalonnage à différentes températures, ce qui augmente les coûts.les capteurs de pression en céramique à film épais ont un coefficient de température de résistance inférieur à 100 ppm et un coefficient de température de sensibilité inférieur à 10 ppmAvec notre technologie de compensation de température active et de réglage laser, ils peuvent atteindre la dérive de température zéro dans une plage de précision spécifique de -40 à 125 degrés.

Coût global

Dans l'ère de l'IoT, les capteurs de pression doivent être produits en série, très fiables, peu coûteux et précis pour répondre aux besoins des applications.entretien, les canaux d'approvisionnement, la remplaçabilité et les délais de livraison.

En règle générale, les MEMS et les puces en silicium diffusé nécessitent un remplissage et un emballage secondaires d'huile, les prix des modules allant de 60 à 200 yuans.Les frais d'assemblage et d'étalonnage peuvent faire monter le prix du marché à environ 300-400 yuans..

Récemment, les cœurs capacitifs en céramique domestique coûtent entre 10 et 20 yuans.Ces puces sont principalement contrôlées par des sociétés comme Renesas du JaponIls sont couramment utilisés dans les capteurs de pression automobiles et de climatisation.mais leur dépendance à l'extérieur peut entraîner des coûts de production élevés.

Les noyaux de films minces pulvérisés sont coûteux et les coûts de soudage élevés.les rendant impropres à la production de masse et mieux adaptés aux applications à petite échelle.

Le seul type de capteur de pression qui répond aux exigences de production en série, haute fiabilité, faible coût,Le capteur de pression piézorésistive en céramique est un capteur de pression qui permet d'éliminer les éclaboussures de pression et d'obtenir une précision suffisanteCes capteurs offrent le coût global le plus bas.

Notre société a mis en place la plus grande ligne de production automatisée de capteurs de pression piézorésistifs en céramique du pays.Nous utilisons des circuits très stables et des techniques de compensation de température activeL'étalonnage n'est nécessaire que pour la pression, ce qui réduit considérablement les coûts.nous pouvons obtenir l'autonomie et le contrôle sur les composants de base, permettant une production à faible coût et à grande échelle avec des perspectives d'application prometteuses.