Pembahasan singkat tentang pemilihan inti sensor tekanan di era IoT

Di era IoT, pengukuran parameter tekanan untuk cairan dan gas semakin umum dalam aplikasi seperti hidran kebakaran pintar, meter air pintar, rumah pintar,dan industri mobil dan peralatan rumah tanggaInsinyur sering menghadapi tantangan ketika memilih chip sensor tekanan karena berbagai prinsip dan seri produk yang tersedia.Kurangnya pemahaman tentang keuntungan dan kerugian dapat menyebabkan keputusan berdasarkan desas-desus.

Untuk membantu dalam memilih sensor tekanan untuk aplikasi teknik, kami memanfaatkan pengalaman perusahaan kami yang luas dalam otomatisasi dan sensor IoT.Di bawah ini adalah gambaran singkat dari kriteria utama untuk memilih berbagai jenis sensor tekanan berdasarkan rentang pengukuran, persyaratan akurasi, jenis media, dan biaya keseluruhan.

Berbagai rentang dan karakteristik industri menentukan jenis sensor

Perbedaan antara tekanan tinggi, menengah, dan rendah seringkali bisa ambigu.

• Tekanan rendah:0-100 kPa sampai 500 kPa
• Tekanan sedang:5 bar sampai 600 bar
• Tekanan tinggi:Lebih dari 600 bar

Setiap industri memiliki kebutuhan spesifik sendiri untuk penggunaan sensor tekanan.sementara aplikasi tekanan tinggi seperti mesin konstruksi hidrolik sering bergantung pada film disemprotkanKetika memilih sensor, sangat penting untuk berkomunikasi dengan para profesional industri untuk memahami logika seleksi mereka.

Aplikasi Tekanan Rendah

Dalam aplikasi tekanan rendah, seperti ventilator medis, MEMS dan chip sensor silikon difusi umumnya digunakan.atau pada printer inkjet yang membutuhkan ketahanan korosi, sensor kapasitif atau resistif keramik yang lebih besar dapat lebih disukai.dengan diameter inti sensor sekitar 32 mm.

Aplikasi Tekanan Menengah

Untuk aplikasi tekanan menengah, di mana tekanan tidak melebihi tiga kali tekanan ledakan, sensor tekanan resistif keramik meniskus cekung standar sering cukup.Lebih dari 95% kompresor udara menggunakan jenis iniKemajuan baru-baru ini telah menyebabkan sensor resistif membran keramik datar yang dapat menahan tekanan pecah melebihi sepuluh kali rentang nominal.sensor ini adalah pilihan hemat biaya dalam pengukuran tekanan menengah.

Aplikasi Tekanan Tinggi

Dalam skenario tekanan tinggi, seperti mesin konstruksi dan mesin cetak injeksi, sensor harus tahan kejut hidrolik.Badan elastis logam lebih disukai karena ketangguhannya yang unggul dibandingkan dengan keramikLogam seperti 17-4PH memberikan keandalan yang lebih baik dalam hal tekanan ledakan.

Untuk aplikasi tekanan tinggi, sensor terutama menggunakan film tipis yang disemprotkan dan alat ukur ketegangan sebagai chip sensor tekanan, biasanya mengeluarkan sinyal dalam kisaran 1-2 mV / V.Perusahaan kami sedang mengembangkan sensor tekanan tinggi logam film tebal, yang mengikuti prinsip yang sama dengan teknologi keramik resistif, dengan sinyal output 2-3 mV/V. Menggunakan proses canggih seperti pemangkasan laser dan kompensasi suhu aktif,sensor ini akan lebih baik dari produk yang ada di pasar.

Prinsip untuk Memilih Keakuratan Pengukuran

Ketika memilih akurasi, tujuannya tidak selalu untuk memilih akurasi tertinggi mungkin, melainkan apa yang sesuai dengan aplikasi.dan banyak klaim akurasi tinggi datang dengan keterbatasan pada kondisi penggunaannya. Baca data sheet dengan hati-hati untuk menghindari kesalahpahaman.

Untuk sinyal output sensor pada rentang tekanan yang sama, MEMS dan produk silikon difusi biasanya memiliki output skala penuh 5-20 mV/V, sensor keramik film tebal output 2-4 mV/V,sementara film tipis yang disemprotkan dan alat ukur ketegangan output 1-2 mV/VMeskipun MEMS dan silikon difusi tampak unggul, mereka sangat dipengaruhi oleh variasi suhu, yang memerlukan kompensasi suhu yang memadai dan kalibrasi untuk kinerja optimal.

Dengan kemajuan dalam sirkuit terintegrasi, IC amplifikasi backend dan ASIC sekarang menawarkan hingga pemrosesan ADC 24-bit dengan biaya yang lebih rendah.Sementara sensor tekanan resistif keramik memiliki nilai output sedikit lebih rendah daripada MEMS, sinyal output yang stabil, dikombinasikan dengan konversi ADC high-bit, dapat menyamai atau melebihi akurasi silikon difusi.Peningkatan ini memfasilitasi penggantian produk silikon difus secara bertahap dalam berbagai aplikasi industri dan sipil.

Mengukur Medium dan Batas Penggunaan

Media yang diukur diklasifikasikan menjadi gas dan cairan, dengan gas dibagi lagi menjadi gas bersih dan yang mengandung air atau minyak.dan komposisi kimiaSecara umum, MEMS dan silikon difusi tidak dapat bersentuhan langsung dengan udara atau cairan yang sebenarnya dan membutuhkan silikon yang diisi minyak atau gel lainnya untuk isolasi.sensor tekanan resistif keramik tahan korosi dan tidak terpengaruh oleh konstanta dielektrik mediaTidak seperti sensor tekanan kapasitif keramik, yang berjuang untuk mengukur tekanan air atau minyak dengan kandungan air tanpa isolasi, sensor resistif keramik bekerja dengan andal.

Dalam bidang tertentu, kecepatan respons dan ketahanan lingkungan MEMS dan silikon difusi membatasi penggunaannya di atas 120 derajat Celcius.Produk kelas konsumen mungkin mengalami perubahan suhu di atas 80 derajatDengan demikian, setiap MEMS dan produk silikon difusi membutuhkan kompensasi dan kalibrasi pada berbagai suhu, meningkatkan biaya.Sensor tekanan film tebal keramik memiliki koefisien suhu resistensi di bawah 100 ppm dan koefisien suhu sensitivitas di bawah 10 ppmDengan kompensasi suhu aktif dan teknologi penyesuaian laser, mereka dapat mencapai drift suhu nol dalam kisaran akurasi tertentu dari -40 sampai 125 derajat.

Biaya Komprehensif

Di era IoT, sensor tekanan harus diproduksi secara massal, sangat andal, murah, dan akurat untuk memenuhi kebutuhan aplikasi.perawatan, saluran pengadaan, kemampuan penggantian, dan waktu pengiriman.

Biasanya, MEMS dan chip silikon difusi membutuhkan pengisian minyak sekunder dan kemasan, dengan harga modul berkisar dari 60 hingga 200 yuan.Biaya perakitan dan kalibrasi dapat menaikkan harga pasar sekitar 300-400 yuan.

Baru-baru ini, inti kapasitif keramik domestik berharga antara 10-20 yuan. Meskipun terjangkau, ASIC untuk memproses sirkuit kapasitif backend bisa mahal.Chip ini terutama dikendalikan oleh perusahaan seperti Renesas Jepang, SENSATA, dan Melexis, yang menyebabkan total biaya sekitar 30 yuan.tetapi ketergantungan mereka pada sumber eksternal dapat mengakibatkan biaya produksi yang tinggi.

Inti film tipis yang disemprotkan mahal, dan biaya pengelasan tinggi.membuat mereka tidak cocok untuk produksi massal dan lebih cocok untuk aplikasi skala kecil.

Satu-satunya jenis sensor tekanan yang memenuhi persyaratan untuk produksi massal, keandalan tinggi, biaya rendah,dan presisi yang memadai, dengan menggunakan chip pengkondisian buatan sendiri, adalah sensor tekanan piezoresistif keramik.Sensor ini menawarkan biaya komprehensif terendah.

Perusahaan kami telah mendirikan jalur produksi otomatis terbesar untuk sensor tekanan piezoresistif keramik di negara ini.Kami menggunakan sirkuit yang sangat stabil dan teknik kompensasi suhu aktifKalibrasi hanya diperlukan untuk tekanan, secara signifikan mengurangi biaya dengan mengintegrasikan chip pengkondisian domestik dari perusahaan seperti Jiuhao Electronics dan Naxon Microelectronics,kita bisa mencapai otonomi dan kontrol atas komponen inti, memungkinkan produksi skala besar dengan biaya rendah dengan prospek aplikasi yang menjanjikan.