Краткое обсуждение выбора сенсорных ядер давления в эпоху IoT

В эпоху Интернета вещей измерение параметров давления для жидкостей и газов становится все более распространенным в таких приложениях, как умные пожарные гидранты, умные водометры, умные дома,и автомобильной и бытовой промышленностиИнженеры часто сталкиваются с проблемами при выборе чипов датчиков давления из-за разнообразия принципов и серий продуктов.Непонимание преимуществ и недостатков может привести к принятию решений на основе слухов.

Чтобы помочь в выборе датчиков давления для инженерных приложений, мы опираемся на обширный опыт нашей компании в области автоматизации и датчиков IoT.Ниже приведен краткий обзор основных критериев выбора различных типов датчиков давления на основе диапазона измерений., требования точности, тип носителя и общая стоимость.

Различные диапазоны и отраслевые характеристики определяют тип датчика

В промышленном секторе распространены следующие классификации:

• Низкое давление:от 0 до 100 кПа до 500 кПа
• Среднее давление:от 5 бар до 600 бар
• Высокое давление:Выше 600 бар

Например, керамические датчики давления широко используются в автомобильной промышленности.в то время как приложения высокого давления, такие как гидравлические строительные машины, часто полагаются на распыляемые пленкиПри выборе датчика важно общаться с профессионалами отрасли, чтобы понять логику их выбора.

Применение при низком давлении

В применении низкого давления, таких как медицинские вентиляторы, MEMS и диффузные кремниевые сенсорные чипы обычно используются.или в струйных принтерах, требующих коррозионной стойкостиНапример, продукты из E+H могут измерять в диапазоне ±7 кПа для измерения уровня и давления.с диаметром ядра датчика около 32 мм.

Применение при среднем давлении

Для применения при среднем давлении, где давление не превышает трехкратного давления взрыва, часто достаточно стандартных конкавных керамических сенсоров сопротивления давлению.Более 95% воздушных компрессоров используют этот типПоследние достижения привели к плоским мембранным керамическим резистивным датчикам, способным выдерживать давление, превышающее в десять раз номинальное.Эти датчики являются экономически эффективным выбором в измерениях среднего давления..

Приложения для высокого давления

В условиях высокого давления, таких как строительные машины и машины для формования впрыском, датчики должны выдерживать гидравлические удары.Металлические эластичные корпуса предпочтительнее по сравнению с керамикой из-за их превосходной прочностиМеталлы, такие как 17-4PH, обеспечивают лучшую надежность в отношении давления на взрыв.

Для применения высокого давления датчики в основном используют распыляемые тонкие пленки и датчики напряжения в качестве чипов датчиков давления, обычно выпуская сигналы в диапазоне 1-2 мВ / В.Наша компания разрабатывает толстоплотный металлогенератор высокого давления., который следует тому же принципу, что и керамическая резистивная технология, с выходным сигналом 2-3 мВ/В. Используя передовые процессы, такие как лазерная подстрижка и активная компенсация температуры,Эти датчики будут превосходить существующие на рынке..

Принципы выбора точности измерений

При выборе точности целью не всегда является выбор максимально возможной точности, а скорее то, что подходит для применения.и многие заявления о высокой точности сопровождаются ограничениями в условиях их использования. Осторожно прочитайте данные, чтобы избежать недоразумений.

Для сигналов выхода датчиков в одном диапазоне давления MEMS и продукты из диффузного кремния обычно имеют полномасштабную выходной мощность 5-20 mV/V, толстопленочные керамические датчики вывод 2-4 mV/V,в то время как распыляемые тонкие пленки и деформаторы вывод 1-2 мВ/ВХотя MEMS и диффузный кремний кажутся превосходными, на них сильно влияют температурные колебания, что требует адекватной температурной компенсации и калибровки для оптимальной производительности.

Благодаря достижениям в области интегральных схем, интерфейсы усиления и ASIC теперь предлагают до 24-битную обработку ADC по сниженным ценам.В то время как керамические резистивные датчики давления имеют немного более низкие значения выхода, чем MEMS, стабильные выходные сигналы в сочетании с высокобитным преобразованием ADC могут соответствовать или превышать точность диффузного кремния.Это улучшение облегчает постепенную замену диффузных кремниевых изделий в различных промышленных и гражданских применениях.

Измерение среднего и пределы использования

Измеряемые среды классифицируются на газы и жидкости, газы далее делятся на чистые газы и те, которые содержат воду или масло.и химический составОбычно MEMS и диффузный кремний не могут вступать в прямой контакт с воздухом или жидкостями и требуют для изоляции наполненного маслом кремния или других гелей.Керамические резистивные датчики давления устойчивы к коррозии и не подвержены влиянию диэлектрической константы средыВ отличие от керамических емкостных датчиков давления, которые пытаются измерить давление воды или масла с содержанием воды без изоляции, керамические резистивные датчики работают надежно.

В некоторых областях скорость отклика и экологическая устойчивость MEMS и диффузного кремния ограничивают их использование выше 120 градусов по Цельсию.Продукция потребительского класса может испытывать температурные колебания выше 80 градусовТаким образом, каждое MEMS и диффузный кремний продукт требует компенсации и калибровки при различных температурах, увеличение затрат.Керамические датчики давления толстопленочной пленки имеют температурный коэффициент сопротивления менее 100 ppm и температурный коэффициент чувствительности менее 10 ppmБлагодаря нашей технологии активной компенсации температуры и лазерной регулировки, они могут достичь нулевого температурного дрейфа в пределах точности от -40 до 125 градусов.

Всеобщая стоимость

В эпоху Интернета вещей датчики давления должны быть серийно произведены, высоко надежны, недороги и точны, чтобы удовлетворить потребности приложения.обслуживание, каналы закупок, возможность замены и сроки доставки.

Как правило, MEMS и диффузные кремниевые чипы требуют вторичного наполнения маслом и упаковки, причем цены на модули варьируются от 60 до 200 юаней.Расходы на сборку и калибровку могут поднять рыночную цену до 300-400 юаней.

В последнее время отечественные керамические емкостные ядра стоят от 10 до 20 юаней.Эти чипы в основном контролируются такими компаниями, как японская RenesasОни обычно используются в автомобильных и кондиционеров датчиков давления,но их зависимость от внешних источников может привести к высоким издержкам производства.

Продукция с распределительным приспособлением имеет высокие затраты на клей и нестабильность.делая их непригодными для массового производства и более подходящими для малых применений.

Единственный тип датчика давления, который отвечает требованиям массового производства, высокой надежности, низкой стоимости,и адекватной точности при использовании отечественных чипов кондиционированияЭти датчики предлагают самую низкую общую стоимость.

Наша компания создала крупнейшую в стране автоматизированную линию производства керамических пьезорезистивных датчиков давления.Мы используем высокоустойчивые схемы и активные методы компенсации температурыКалибровка необходима только для давления, что значительно снижает затраты.мы можем достичь автономии и контроля над основными компонентами, что позволяет производить его в больших масштабах и с низкими затратами, а также с перспективными возможностями применения.