Krótka dyskusja na temat wyboru rdzeni czujników ciśnienia w erze IoT

W erze IoT pomiar parametrów ciśnienia płynów i gazów jest coraz bardziej powszechny w zastosowaniach takich jak inteligentne hydranty przeciwpożarowe, inteligentne liczniki wody, inteligentne domy,i przemysłu motoryzacyjnego i domowegoInżynierowie często borykają się z wyzwaniami przy wyborze układów czujników ciśnienia ze względu na różnorodność dostępnych zasad i serii produktów.Brak zrozumienia zalet i wad może prowadzić do podejmowania decyzji opartych na plotkach.

Aby pomóc w wyborze czujników ciśnienia do zastosowań inżynierskich, czerpiemy z bogatego doświadczenia naszej firmy w zakresie automatyki i czujników IoT.Poniżej przedstawiono zwięzły przegląd kluczowych kryteriów wyboru różnych typów czujników ciśnienia w oparciu o zakres pomiarów, wymagania w zakresie dokładności, rodzaj nośnika i ogólny koszt.

Różne zakresy i cechy przemysłu określają typ czujnika

W sektorze przemysłowym powszechne są następujące klasyfikacje:

• Niskie ciśnienie:0-100 kPa do 500 kPa
• Średnie ciśnienie:5 bar do 600 bar
• Wysokie ciśnienie:Powyżej 600 bar

Każda branża ma swoje własne potrzeby w zakresie zastosowania czujników ciśnienia.podczas gdy zastosowania pod wysokim ciśnieniem, takie jak hydrauliczne maszyny budowlane, często opierają się na filmach rozpylanychPrzy wyborze czujnika niezbędne jest komunikowanie się z specjalistami z branży, aby zrozumieć ich logikę wyboru.

Aplikacje niskiego ciśnienia

W zastosowaniach niskiego ciśnienia, takich jak aparaty wentylacyjne medyczne, MEMS i difusowe układy czujników krzemowych są powszechnie stosowane.lub w drukarkach atramentowych wymagających odporności na korozjęNa przykład produkty z E+H mogą mierzyć w zakresie ±7 kPa dla pomiaru poziomu i ciśnienia,o średnicy rdzenia czujnika około 32 mm.

Wykorzystanie w warunkach średniego ciśnienia

W przypadku zastosowań o średnim ciśnieniu, w których ciśnienie nie przekracza trzykrotności ciśnienia wybuchowego, często wystarczają standardowe wypukłe ceramiczne czujniki oporu ciśnienia z meniskusem.Ponad 95% sprężarek powietrza wykorzystuje ten typOstatnie postępy doprowadziły do stworzenia płaskich, membranowych ceramicznych czujników rezystywnych, które mogą wytrzymać ciśnienie wybuchowe przekraczające dziesięć razy zakres nominalny.te czujniki są ekonomicznym wyborem w pomiarach średniego ciśnienia.

Wykorzystanie pod wysokim ciśnieniem

W warunkach wysokiego ciśnienia, takich jak maszyny budowlane i wtryskowe, czujniki muszą wytrzymać wstrząsy hydrauliczne.Metalowe elastyczne ciała są preferowane ze względu na ich wyższą wytrzymałość w porównaniu z ceramikąMetali takie jak 17-4PH zapewniają lepszą niezawodność w zakresie ciśnienia wybuchowego.

W zastosowaniach wysokiego ciśnienia czujniki wykorzystują głównie rozpylaną cienką folie i mierniki naprężenia jako układy czujników ciśnienia, zazwyczaj emitujące sygnały w zakresie 1-2 mV/V.Nasza firma opracowuje metalowy czujnik wysokiego ciśnienia z grubości folii, który stosuje tę samą zasadę co ceramiczna technologia rezystywna, z sygnałem wyjściowym 2-3 mV/V. Wykorzystując zaawansowane procesy, takie jak cięcie laserowe i aktywna kompensacja temperatury,te czujniki będą przewyższać istniejące produkty na rynku.

Zasady wyboru dokładności pomiaru

Przy wyborze dokładności celem nie zawsze jest wybór najwyższej możliwej dokładności, ale raczej tego, co odpowiada zastosowaniu.i wiele twierdzeń o wysokiej dokładności wiąże się z ograniczeniami w ich warunkach stosowania. Należy dokładnie przejrzeć arkusz danych, aby uniknąć nieporozumień.

W przypadku sygnałów wyjściowych czujników w tym samym zakresie ciśnienia, MEMS i produkty z difusowanego krzemu mają zazwyczaj moc wyjściową w pełnej skali wynoszącą 5-20 mV/V, czujniki ceramiczne o grubości warstwy wynoszą 2-4 mV/V,podczas rozpylania cienkiej folii i mierników naprężenia 1-2 mV/VChociaż MEMS i rozproszony krzemowy wydają się być lepsze, są one silnie pod wpływem zmienności temperatury, co wymaga odpowiedniej kompensacji temperatury i kalibracji dla optymalnej wydajności.

Dzięki postępom w zakresie układów scalonych, backend amplifikacyjne układy IC i ASIC oferują obecnie do 24-bitowego przetwarzania ADC po obniżonych kosztach.Podczas gdy ceramiczne czujniki ciśnienia oporowego mają nieco niższe wartości wyjściowe niż MEMS, stabilne sygnały wyjściowe, w połączeniu z konwersją ADC o wysokiej częstotliwości, mogą równać się lub przekraczać dokładność rozproszonego krzemu.Poprawa ta ułatwia stopniowe zastępowanie produktów z difusowanego krzemu w różnych zastosowaniach przemysłowych i cywilnych.

Środek pomiarowy i granice stosowania

Środki pomiarowe są klasyfikowane na gazy i ciepła, a gazy dalej podzielone na czyste gazy i te zawierające wodę lub olej.i skład chemicznyOgólnie rzecz biorąc, MEMS i rozproszony krzemowy nie mogą wchodzić w bezpośredni kontakt z rzeczywistym powietrzem lub cieczami i wymagają wypełnionego olejem krzemu lub innych żeli do izolacji.ceramiczne czujniki ciśnienia rezystywne są odporne na korozję i nie podlegają wpływowi stałej dielektrycznej mediumW przeciwieństwie do ceramicznych czujników ciśnienia pojemnościowego, które bez izolacji mają trudności z pomiarem ciśnienia wody lub oleju z zawartością wody, ceramiczne czujniki rezystywne działają niezawodnie.

W niektórych dziedzinach szybkość reakcji i odporność MEMS i rozproszonego krzemu ograniczają ich stosowanie powyżej 120 stopni Celsjusza.Produkty konsumpcyjne mogą występować w temperaturze powyżej 80 stopniTak więc każdy produkt MEMS i rozproszonego krzemu wymaga kompensacji i kalibracji w różnych temperaturach, zwiększając koszty.Ceramiczne czujniki ciśnienia grubofilmowe mają współczynnik temperatury oporu poniżej 100 ppm i współczynnik temperatury wrażliwości poniżej 10 ppmDzięki naszej aktywnej technologii kompensacji temperatury i regulacji laserowej, mogą osiągnąć zerowy drift temperatury w zakresie dokładności od -40 do 125 stopni.

Całkowity koszt

W erze IoT czujniki ciśnienia muszą być masowo produkowane, bardzo niezawodne, niedrogie i dokładne, aby spełniać potrzeby aplikacji.utrzymanie, kanały zamówień publicznych, możliwość wymiany i terminy dostawy.

Zazwyczaj MEMS i chipy z rozproszonego krzemu wymagają wtórnego napełniania olejem i pakowania, a ceny modułów wahają się od 60 do 200 juanów.Koszty montażu i kalibracji mogą podnieść cenę rynkową do około 300-400 juanów.

Niedawno krajowe ceramiczne jądra pojemnościowe kosztowały 10-20 juanów.Te chipy są kontrolowane głównie przez firmy takie jak Renesas w Japonii., SENSATA, i Melexis, co prowadzi do całkowitych kosztów około 30 juanów.ale ich zależność od zewnętrznych źródeł może skutkować wysokimi kosztami produkcji.

Produkty z miernikiem naprężenia są narażone na wysokie koszty kleju i niestabilność.czyniąc je nieodpowiednimi do masowej produkcji i lepiej nadającymi się do zastosowań na małą skalę.

Jedyny typ czujnika ciśnienia, który spełnia wymagania masowej produkcji, wysokiej niezawodności, niskiego kosztu,W przypadku, gdy urządzenie jest w pełni kompatybilne ze świetlnym światłem, w przypadku gdy urządzenie jest w pełni kompatybilne ze świetlnym światłem, w przypadku gdy urządzenie jest w pełni kompatybilne ze świetlnym światłem, w przypadku gdy urządzenie jest w pełni kompatybilne ze świetlnym światłem,Te czujniki oferują najniższe koszty.

Nasza firma stworzyła największą w kraju automatyczną linię produkcyjną ceramicznych czujników ciśnienia piezoresystywnego.Wykorzystujemy bardzo stabilne obwody i aktywne techniki kompensacji temperaturyKalibracja jest potrzebna tylko dla ciśnienia, znacząco zmniejszając koszty.możemy osiągnąć autonomię i kontrolę nad podstawowymi komponentami, umożliwiając niskokosztową produkcję na dużą skalę z obiecującymi perspektywami zastosowania.