Uma breve discussão sobre a seleção de núcleos de sensores de pressão na era da IoT
Na era da IoT, medir parâmetros de pressão para líquidos e gases é cada vez mais comum em aplicações como hidrantes de incêndio inteligentes, medidores de água inteligentes, casas inteligentes,e as indústrias de automóveis e electrodomésticosOs engenheiros enfrentam frequentemente desafios na selecção de chips de sensores de pressão devido à variedade de princípios e séries de produtos disponíveis.A falta de entendimento sobre as vantagens e desvantagens pode levar a decisões baseadas em rumores.
Para ajudar na seleção de sensores de pressão para aplicações de engenharia, aproveitamos a vasta experiência da nossa empresa em sensores de automação e IoT.A seguir apresenta-se uma síntese dos principais critérios para a selecção dos diferentes tipos de sensores de pressão com base no intervalo de medição, requisitos de precisão, tipo de mídia e custo global.
Diferentes faixas e características industriais determinam o tipo de sensor
A diferença entre alta, média e baixa pressão pode ser muitas vezes ambígua.
Baixa pressão:0-100 kPa a 500 kPa
Pressão média:5 bar a 600 bar
Alta pressão:Com um diâmetro superior a 600 bar
Cada indústria tem as suas próprias necessidades específicas para a utilização de sensores de pressão.enquanto aplicações de alta pressão como máquinas de construção hidráulica muitas vezes dependem de filmes pulverizados. Ao selecionar um sensor, é crucial comunicar com profissionais do sector para compreender a sua lógica de selecção.
Aplicações de baixa pressão
Em aplicações de baixa pressão, como ventiladores médicos, os MEMS e os chips de sensores de silício difuso são comumente utilizados.ou em impressoras a jato de tinta que exijam resistência à corrosão, podem ser preferidos sensores capacitivos ou resistivos de cerâmica maiores. Por exemplo, os produtos de E+H podem medir dentro da faixa de ±7 kPa para medição de nível e pressão,de diâmetro do núcleo do sensor de cerca de 32 mm.
Aplicações a pressão média
Para aplicações de pressão média, em que as pressões não excedem três vezes a pressão de ruptura, os sensores de pressão de resistência de cerâmica côncava convencionais são frequentemente adequados.Mais de 95% dos compressores de ar utilizam este tipoOs avanços recentes levaram a sensores de cerâmica de membrana plana resistentes que podem suportar pressões de explosão superiores a dez vezes a faixa nominal.Estes sensores são opções rentáveis para medições de pressão média..
Aplicações de alta pressão
Em cenários de alta pressão, tais como máquinas de construção e máquinas de moldagem por injecção, os sensores devem suportar choques hidráulicos.Os corpos elásticos metálicos são preferidos pela sua resistência superior em comparação com a cerâmicaOs metais como o 17-4PH proporcionam uma maior fiabilidade em relação à pressão de ruptura.
Para aplicações de alta pressão, os sensores usam principalmente filmes finos pulverizados e estressímetros como chips de sensores de pressão, geralmente emitindo sinais na faixa de 1-2 mV/V.A nossa empresa está a desenvolver um sensor de alta pressão metálico de película espessa., que segue o mesmo princípio da tecnologia de resistividade cerâmica, com um sinal de saída de 2-3 mV/V. Utilizando processos avançados como o corte a laser e a compensação ativa de temperatura,Estes sensores vão superar os produtos existentes no mercado..
Princípios para a selecção da precisão de medição
Ao selecionar a precisão, o objetivo não é sempre escolher a mais alta precisão possível, mas sim o que se adapte à aplicação.e muitas alegações de alta precisão vêm com limitações em suas condições de uso. Revise cuidadosamente a ficha de dados para evitar mal-entendidos.
Para sinais de saída de sensores na mesma faixa de pressão, os MEMS e os produtos de silício difuso têm tipicamente uma saída em escala total de 5-20 mV/V, os sensores cerâmicos de película espessa 2-4 mV/V,enquanto o filme fino pulverizado e os tensímetros produzem 1-2 mV/VEmbora os MEMS e o silício difuso pareçam superiores, são fortemente afetados pelas variações de temperatura, exigindo uma compensação e calibração adequadas da temperatura para um desempenho óptimo.
Com os avanços nos circuitos integrados, os ICs de amplificação de back-end e os ASICs agora oferecem processamento ADC de até 24 bits a custos reduzidos.Enquanto os sensores de pressão resistentes de cerâmica têm valores de saída ligeiramente mais baixos do que os MEMS, os sinais de saída estáveis, combinados com a conversão ADC de alto bits, podem igualar ou exceder a precisão do silício difuso.Esta melhoria está a facilitar a substituição gradual dos produtos de silício difuso em várias aplicações industriais e civis.
Medir o meio e os limites de utilização
Os meios de medição medidos são classificados em gases e líquidos, sendo que os gases são ainda divididos em gases limpos e os que contêm água ou óleo.e composição químicaEm geral, os MEMS e o silício difuso não podem entrar em contacto direto com o ar ou líquidos reais e exigem silício cheio de óleo ou outros géis para isolamento.Os sensores de pressão de resistência cerâmica são resistentes à corrosão e não são afetados pela constante dielétrica do meioAo contrário dos sensores de pressão capacitivos de cerâmica, que têm dificuldade em medir a pressão de água ou óleo com teor de água sem isolamento, os sensores de resistência de cerâmica funcionam de forma fiável.
Em certos campos, a velocidade de resposta e a resistência ambiental dos MEMS e do silício difuso limitam seu uso acima de 120 graus Celsius.Os produtos de consumo podem sofrer desvio de temperatura acima de 80 grausAssim, cada MEMS e produto de silício difuso requer compensação e calibração a várias temperaturas, aumentando os custos.Sensores de pressão de película espessa de cerâmica com um coeficiente de resistência a temperatura inferior a 100 ppm e um coeficiente de temperatura de sensibilidade inferior a 10 ppmCom a nossa compensação de temperatura ativa e tecnologia de ajuste a laser, podem atingir a deriva de temperatura zero num intervalo de precisão específico de -40 a 125 graus.
Custo global
Na era da IoT, os sensores de pressão devem ser produzidos em massa, altamente confiáveis, de baixo custo e precisos para atender às necessidades da aplicação.manutenção, canais de aquisição, substituibilidade e prazos de entrega.
Normalmente, os MEMS e os chips de silício difuso requerem enchimento e embalagem secundários de óleo, com preços de módulos que variam de 60 a 200 yuans.Os custos de montagem e calibração podem elevar o preço de mercado para cerca de 300-400 yuan..
Recentemente, os núcleos capacitivos cerâmicos domésticos custam entre 10-20 yuans.Estes chips são controlados principalmente por empresas como a japonesa Renesas., SENSATA, e Melexis, levando a custos totais de cerca de 30 yuan.Mas a sua dependência de fontes externas pode resultar em altos custos de produção.
Os núcleos de película fina pulverizados são caros e as despesas de soldagem são elevadas.torná-los inadequados para a produção em massa e mais adequados para aplicações em pequena escala.
O único tipo de sensor de pressão que atende aos requisitos de produção em massa, alta confiabilidade, baixo custo,O sensor de pressão piezoresistivo de cerâmica é um dispositivo de pressão de alta precisão e de precisão adequada, utilizando chips de condicionamento produzidos no país.Estes sensores oferecem o menor custo global.
Nossa empresa estabeleceu a maior linha de produção automatizada de sensores de pressão piezoresistivos de cerâmica do país.Empregamos circuitos altamente estáveis e técnicas de compensação de temperatura ativaA calibração só é necessária para a pressão, reduzindo significativamente os custos.Podemos alcançar autonomia e controle sobre componentes centrais, permitindo uma produção a baixo custo e em larga escala com perspectivas de aplicação promissoras.