Kako rade Silicon - senzori na bazi tlaka na bazi?

Silikonski senzori na bazi tlaka su kamen temeljac u modernoj tehnologiji mjerenja tlaka. Kao dobavljač senzora pritiska vidio sam iz prve ruke kako su te male marvele transformirale industrije, od automobilskog do zrakoplovnog prostora, te od medicinskih proizvoda do industrijske automatizacije. Dakle, zaronimo u to kako rade i zašto su toliko važni.

Osnove osjetljivosti tlaka

Prije nego što uđemo u mrežu - gritty od silicijumskog senzora na bazi / na bazi, važno je shvatiti o čemu se radi u vezi s tlakom. Pritisak je sila koja se primjenjuje po jedinici površine. U jednostavnim uvjetima, kada imate tekućinu (bilo plin ili tekućinu) koji gurate na površinu, to je pritisak. Senzori pod pritiskom su uređaji koji mogu otkriti ovu silu i pretvoriti u električni signal koji se može mjeriti i analizirati.

Struktura senzora pritiska na bazi silikona

Silikonski senzori na bazi na bazi obično se koriste pomoću mikrofabricijskih tehnika. U srcu ovih senzora nalazi se silikonska dijafragma. Ova dijafragma je tanak, fleksibilan komad silikona koji se savija kada se na njega primijeni pritisak. Dijafragma je obično dio većeg silikonskog čipa, koji sadrži i druge komponente poput piezoresistora.

Piezoresistors su posebni otpornici koji mijenjaju njihov otpor kad su deformirani. Napravljeni su od silikona i pažljivo su postavljeni na dijafragmu. Kada se dijafragma savija zbog pritiska, piezoresistors se takođe deformišu, što zauzvrat mijenja njihov otpor.

Kako funkcionira proces osjetljivosti

Razgradimo proces osjetljivosti korak po korak.

1. Primjena pritiska: Kada tekućina (plin ili tekućina) dođe u kontakt sa dijafragmom senzora na bazi silikona - on vrši silu na dijafragmu. Što je veći pritisak, veća sila.
2. Dijafragma deformacija: Sila iz tekućine uzrokuje da se dijafragma savija. Taj se savijanje proporcionalno primijenjeno pritisku. Ako je pritisak nizak, dijafragma će se saviti malo. Ako je pritisak visok, on će se saviti više.
3. Odgovor piezoresistor: Kako se dijafragma zavija, piezoresistors na njemu se protežu ili komprimiraju. Ova deformacija mijenja otpor piezoresistors-a. Na primjer, ako se ispruži piezoresistor, njegov otpor će se povećati. Ako je komprimiran, otpor će se smanjiti.
4. Generacija električne signale: Promjena otpornosti piezoresistors se zatim koristi za generiranje električnog signala. Obično su piezoresistors dio kruga mosta Wheatstone. Most pšeničnog kamena krug je koji može precizno mjeriti male promjene otpornosti. Kada se otpornost piezoresistors promijeni, ravnoteža mosta pšeničnog kamena je poremećena, a to rezultira izlaznim naponom. Veličina ovog izlaznog napona proporcionalna je pritisku koji se primenjuje na dijafragmu.

Vrste senzora pritiska na bazi silikona

Postoje različite vrste senzora na bazi silikona - koji su prikladni za različite aplikacije.

Apsolutni senzori pritiska

Ovi senzori mjere pritisak u odnosu na savršen vakuum. Imaju zapečaćenu referentnu komoru koja se evakuira na stvaranje vakuuma. Mjerenje tlaka je u odnosu na ovu vakuumsku referencu. Apsolutni senzori tlaka obično se koriste u aplikacijama poput visine mjerenja u zrakoplovstvu i vremenskom prognoziranju.

Senzori za mjerenje pritiska

Senzori za mjerenje pritiska mjere pritisak u odnosu na atmosferski pritisak. Otvoreni su za atmosferu s jedne strane dijafragme, tako da je referentni tlak trenutni atmosferski tlak. Ti se senzori široko koriste u industrijskim aplikacijama, poput praćenja tlaka u cijevima i tenkovama.

Senzori diferencijalnog tlaka

Senzori diferencijalnog tlaka mjere razliku u pritisku između dvije točke. Imaju dva priključka pod pritiskom, a dijafragma odgovara na razliku tlaka između ove dvije portove. Senzori diferencijalnog tlaka koriste se u aplikacijama poput mjerenja protoka, gdje se pad tlaka preko protoka može koristiti za izračunavanje protoka.

Prednosti silikonskih senzora na bazi

Silikonski senzori zasnovan na bazi nude nekoliko prednosti u odnosu na druge vrste senzora pritiska.

• Visoka osetljivost: Oni mogu otkriti vrlo male promjene pritiska, čineći ih prikladnim za aplikacije koje zahtijevaju visoku preciznost.
• Minijatura: Zahvaljujući tehnicima mikrofabricionalizacije, senzori pritiska na bazi silikona mogu se izraditi vrlo malim. To ih čini idealnim za upotrebu u kompaktnim uređajima, poput nosivih medicinskih uređaja i pametnih telefona.
• Niska cijena: Masovna proizvodnja silikonskih senzora koji koriste procese proizvodnje poluvodiča učini su im relativno jeftini. To ih je učinilo dostupnim za širok spektar primjene.
• Dobra linearnost: Odnos primijenjenog pritiska i izlaznog električnog signala obično je vrlo linearno. To pojednostavljuje kalibraciju i obradu signala senzora.

Primjene senzora tlaka na bazi silikona -

Senzori tlaka na bazi silicijuma koriste se u ogromnom broju aplikacija u različitim industrijama.

Automobilska industrija

U automobilima se ovi senzori koriste u razne svrhe. Na primjer, koriste se u sistemu upravljanja motorima za mjerenje tlaka usisnog razvodnika, koji pomaže u optimizaciji smjese goriva - zraka. Također se koriste u sistemima praćenja tlaka u gumama (TPMS) kako bi se osiguralo da se gume napune na pravilan pritisak. Možete pronaći neku korisnu dodatnu opremu za kompresore u automobilima, poputRemen za kompresoriSigurnosni ventil za kompresor, koji mogu raditi u tandemu sa senzorima pritiska u automobilskim sistemima.

Medicinska industrija

U medicinskom polju senzori tlaka na bazi silikona koriste se na uređajima poput ventilatora za nadgledanje pritiska zraka koji se isporučuju pacijentima. Također se koriste u monitorima krvnog pritiska kako bi izmjerili pritisak krvi u arterijama.

Industrijska automatizacija

U industrijskim podešavanjima ovi se senzori koriste za kontrolu procesa. Oni mogu nadgledati pritisak u cjevovodima, cisternama i ostalom opremom kako bi se osiguralo da se procesi postaju glatko. Na primjer, u hemijskom postrojenju senzori pritiska mogu otkriti ako postoji blokadu u cjevovodu praćenjem pada tlaka. Uz to,Merač tačke roseMože se koristiti u industrijskim postavkama, zajedno s senzorima pritiska kako bi se osigurali optimalni uvjeti u sustavima komprimiranih zraka.

Izazovi i razmatranja

Dok su senzori tlaka na bazi silikona vrlo svestrani, postoje neki izazovi i razmatranja za razmišljanje.

• Temperaturni efekti: Temperatura može imati značajan uticaj na performanse senzora pritiska na bazi silikona. Promjene temperature može prouzrokovati promjenu otpornosti piezoresistara, čak i bez promjene tlaka. Za nadoknadu ovoga, većina senzora ima izgrađene krugove kompenzacije temperature - unutra.
• Zaštita od nadziravanja: Ako se pritisak nanesen na senzor prelazi svoj nazivni maksimum, može oštetiti dijafragmu i piezoresistore. Dakle, važno je imati odgovarajuće mehanizme za zaštitu od nadzora.

Zašto odabrati naše senzore pritiska

Kao dobavljač senzora pritiska, uzmemo se ponos nudeći visokim senzorima pritiska na bazi silikona. Naši senzori dizajnirani su sa najnovijom tehnologijom kako bi se osigurala tačna i pouzdana mjerenja tlaka. Nudimo širok spektar senzora, uključujući apsolutni, mjeriv i diferencijalni senzori tlaka, kako bi se zadovoljili raznolike potrebe naših kupaca.

Naši senzori se također pažljivo kalibriraju kako bi se umanjile pogreške i pružaju dosljedne performanse. Razumijemo izazove koji dolaze sa korištenjem senzora pritiska, poput temperaturnih efekata i nadlepljenja, i ugradili smo funkcije za rješavanje ovih pitanja.

Ako ste na tržištu za senzore pritiska, bilo da se radi o automobilskoj, medicinskoj ili industrijskoj aplikaciji, voljeli bismo razgovarati s vama. Možemo vam pomoći da odaberete pravi senzor za vaše specifične potrebe i pružite vam svu podršku koja vam je potrebna, od instalacije do nakon - prodajne usluge.

Ako ste zainteresirani za raspravu o svojim zahtjevima ili imate bilo kakva pitanja o našim senzorima pritiska, ne ustručavajte se doći do rublja. Ovdje smo da vam pomognemo da napravite najbolju odluku za potrebe za mjerenjem pritiska.

Reference

• Smith, J. (2018). "Osnove senzora pritiska". Elsevier.
• Jones, A. (2020). "SILICON - MEMS senzori pritiska: Dizajn i aplikacije". Springer.