IoTの時代における圧力センサーコアの選択に関する簡潔な議論
液体やガスの圧力パラメータを測定することは スマート消防水栓や スマートウォーターメーター, スマートホームなどのアプリケーションで自動車産業や家電産業圧力センサーチップの選択において,技術者は,様々な原理と製品シリーズによって多くの課題に直面します.利害 と 弊害 を 理解 し て い ない なら,噂 に 基づい て 判断 する こと が でき ます.
エンジニアリング用圧力センサーの 選択に役立つため 自動化やIoTセンサーの 豊富な経験から 活用しています下記は,測定範囲に基づいて異なるタイプの圧力センサーを選択するための主要な基準の簡潔な概要です.精度要求,メディア種類,総コスト
異なる範囲と産業特性はセンサーの種類を決定します
高圧,中圧,低圧の区別はしばしば曖昧である.産業部門では,以下の分類が一般的です.
低圧:0〜100kPaから500kPa
中気圧:5barから600bar
高圧:600bar以上
各産業は圧力センサーの使用に独自のニーズを持っています.例えば,陶磁気圧力センサーは,自動車産業で広く使用されています.水力構造機械のような高圧アプリケーションは,しばしばスプッターフィルムに依存しているセンサーを選択する際には,業界の専門家とコミュニケーションをとって,その選択論理を理解することが重要です.
低圧 の 応用
医療用呼吸器などの低圧アプリケーションでは,MEMSと分散型シリコンセンサーチップが一般的に使用されています.しかし,衛生が最重要である食品生産のような産業では,耐腐蝕性が必要なインクジェットプリンター例えば,E+Hの製品は,レベルと圧力測定のために ±7 kPa範囲内で測定することができます.センサーコア直径約32mm.
中気圧 適用
中気圧の適用では,圧力が破裂圧の3倍を超えない場合,標準的な凸状のメニスクスセラミック抵抗圧力センサーはしばしば十分である.このタイプの空気圧縮機が 95%以上使用されています最近の進歩により 表面膜のセラミック抵抗センサーが 表面圧の10倍以上の 圧力に耐えるようになりました中気圧測定では費用対効果の高い選択肢です.
高圧 の 応用
施工機械や注射鋳造機などの高圧シナリオでは,センサーは水力ショックに耐える必要があります.メタルの弾性体は,セラミックと比較して優れた強さのために好ましい17-4PHのような金属は,爆発圧力に関してより高い信頼性を提供します.
高圧アプリケーションでは,センサーは主に圧感センサーチップとしてスプッターされた薄膜とストレンゲージを使用し,通常,1〜2mV/Vの範囲で信号を出力する.私たちの会社は厚膜金属高圧センサーを開発していますレーザートリミングやアクティブ温度補償などの高度なプロセスを利用し,これらのセンサーは,市場にある既存の製品よりも性能が優れている..
測定精度を選択するための原則
精度を選択する際には,常に可能な限り高い精度を選ぶのではなく,アプリケーションに適したものを選ぶことが目的です.高精度圧力センサーは高価です.多くの高精度主張は 使用条件に制限があります誤解を避けるために,データシートを注意深く参照してください.
同じ圧力範囲のセンサー出力信号では,MEMSと拡散シリコン製品は通常5-20mV/Vのフルスケール出力,厚膜セラミックセンサーは2〜4mV/Vの出力,薄膜とストレンゲーズの出力が 1-2 mV/VMEMS と 拡散 シリコン は 優れている よう に 見 られ て い ます が,温度 変動 に 強く 影響 を 受け て いる の で,最適 な 性能 を 確保 する ため に 適正 な 温度 補償 と 校正 が 必要 です.
統合回路の進歩により,バックエンド増幅ICとASICは,低コストで最大24ビットのADC処理を提供しています.セラミック抵抗圧力センサーは,MEMSよりも少し低い出力値を持っています.安定した出力信号は,ハイビットADC変換と組み合わせて,拡散シリコンの精度に匹敵したり,超えることもできます.この改善により,様々な産業および民間用途における分散シリコン製品の段階的な置き換えが容易になりました..
測定 介質 と 使用 制限
測定媒体は,ガスと液体に分類され,ガスもクリーンガスと水や油を含むものに分類される.主な違いは伝導性,介電常数,化学成分一般的に,MEMSと分散型シリコンは,実際の空気や液体と直接接触することはできません.そして,分離のために油で満たされたシリコンまたは他のゲルが必要です.セラミック抵抗圧感センサーは腐食耐性があり,介質の電解常数に影響を受けない.水分を含む水や油の圧力を隔離なしで測定するのに苦労する陶器容量圧力センサーとは異なり,陶器抵抗センサーは信頼性があります.
特定の分野では,MEMSと分散型シリコンの反応速度と環境耐性は 120°Cを超える使用を制限しています.消費者向け製品では,温度が80度を超えることがあります.MEMSと分散型シリコン製品には,様々な温度で補償と校正が必要であり,コストが増加する.厚膜セラミック圧力センサーは,抵抗の温度係数が100ppm未満,感度温度係数が10ppm未満活性温度補償とレーザー調節技術により -40度から125度までの精度範囲で ゼロ温度漂移を達成できます
総額
IoTの時代では,圧力センサーは,アプリケーションのニーズを満たすために大量生産され,高度に信頼性があり,低コストで正確でなければなりません.コストの考慮には,材料費,校正費用,メンテナンス調達経路,交換可能性,配達時間
通常,MEMSと分散型シリコンチップには二次オイルの詰め込みと梱包が必要で,モジュールの価格は60~200元です.組み立てと校正費用は,市場価格を約300-400元に引き上げることができます..
最近では,国内製のセラミック容量コアは10〜20元で,手頃な価格だが,バックエンド容量回路を処理するASICは高価である.これらのチップは主に日本のRenesasのような会社によって制御されています自動車やエアコンの圧力センサーに よく使われていますしかし,外部の供給源に依存すると,生産コストが高くなります..
スプッターされた薄膜コアは高価で,溶接費用は高額です.ストレンゲージ製品には高い粘着料コストと不安定性があります.大量生産に不適し,小規模用途に適したものにする.
大量生産の要求を満たす 唯一のタイプの圧力センサー 高信頼性 低コスト国内で製造されたコンディショニングチップを使用しながらこれらのセンサーは 最低の総合コストを提供します
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