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4-20ma壓力傳感器如何測量

生活更新时间:2024-06-29 13:54:26

大家好，我是【廣州工控傳感★科技】154N-001G-R壓力傳感器事業部，張工。

每個壓力傳感器的核心是敏感元件，它将壓力轉換為電信号。各種高精度、壓阻式壓力傳感 MEMS 芯片有助于實現這一目标。

154N-001G-R壓力傳感器芯片的特點是專注于在更小的封裝中實現更高的靈敏度和性能、增強介質耐受性、易于處理以及在其整個生命周期内提供信号的能力。154N-001G-R芯片中的傳感材料是矽膜片，在施加壓力時會彎曲。這種變形或機械應力導緻作為電阻橋配置植入隔膜中的壓敏電阻的電阻率發生變化。

4-20ma壓力傳感器如何測量（154N-001G-R壓力傳感器測量方法）1

154N-001G-R

使用矽傳感器芯片測量壓力是基于壓阻效應，這是由隔膜兩端的壓力差引起的機械應力。根據電阻器的方向，這種變化可以增加或減少。然後，電橋電路将此變化轉換為與施加的電壓差成比例的電信号。

154N-015A-C用于汽車行業以支持發動機管理和安全系統，原因如下：

矽中電阻的壓阻變化是基于材料中的彈性張力與半導體的特殊能帶結構的相互作用。結果，可以獲得比簡單金屬高100倍的K因子。測量元件由單晶矽制成。由應力引起的不可逆變形和重排是多晶材料中的已知效應。因此，在拉伸單晶薄膜後，154N-015A-C傳感器始終恢複到原始狀态而不變形。壓阻效應發生在材料塊内部。表面的電化學老化，如傳感器可能發生的那樣。

4-20ma壓力傳感器如何測量（154N-001G-R壓力傳感器測量方法）2

154N-015A-C

壓力傳感器的不同方法

154N-015A-R 絕對壓力傳感器測量相對于密封真空參考的壓力，因此無論溫度變化如何，它都能保持精确和準确。對于密封芯片，通過在真空下将矽陽極鍵合到固體玻璃基闆（正面或背面）來産生絕對真空。

4-20ma壓力傳感器如何測量（154N-001G-R壓力傳感器測量方法）3

對于正面壓力應用，被測介質與芯片正面的有源電子元件直接接觸。這種測量方法可以測量幹燥和非腐蝕性氣體和空氣。

為了測量非腐蝕性氣體和流體的壓力，例如涉及燃料或石油應用的那些，必須避免正面接觸。取而代之的是，介質通過背面的一個孔進入，一個參考真空室以玻璃蓋的形式添加到前面。DP86-001D傳感器測量兩個施加壓力之間的差異。前側較高的壓差會導緻輸出信号發生正變化。如果背壓高于前壓，則輸出信号變為負值。這些傳感器适用于非腐蝕性氣體和流體，例如與過濾器監測或流量控制相關的那些。

4-20ma壓力傳感器如何測量（154N-001G-R壓力傳感器測量方法）4

顧名思義，表壓傳感器154N-015G-R用于測量氣體或液體的液位或體積。它是一種特殊類型的差壓傳感器，因為正面或背面都暴露在環境壓力下，而另一側則暴露在被測介質中。由于154N-030G-R壓力傳感器芯片的靈活配置，以下技術進步是可能的：

如果用于絕對測量的參考室采用原子鍵合密封，則與其他熔塊鍵合技術相比，壓力傳感器可确保較高的長期穩定性。使用背面的154N-050G-R壓力傳感器可實現密封設計，因為晶圓級封裝允許電子設備與應用流體或氣體之間的清晰分離。

電屏蔽可以直接設計到MEMS層系統中，以減少對芯片性能的電磁和電化學影響。用于壓力傳感元件和傳感器封裝的堅固焊點的可選芯片背面金屬化可實現顯着的介電電阻和高機械穩健性。較新的模具設計提供了為絕對和相對壓力創建平台産品的靈活性，隻需對壓力傳感器組件進行較小的設計更改。

4-20ma壓力傳感器如何測量（154N-001G-R壓力傳感器測量方法）5

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