Что такое пьезорезистивный датчик давления?

Что такое пьезорезистивный датчик давления?

АПьезорезистивный датчик давленияЭто высокочувствительное и точное электронное устройство, измеряющее давление за счет изменений электрического сопротивления, происходящих при механическом воздействии на полупроводниковый материал. Изготовленные с использованием передовой технологии микрообработки (MEMS), эти датчики идеально подходят для OEM-приложений, управления технологическими процессами и широкого спектра промышленного мониторинга.

Компания ZINACA, специализирующаяся на технологиях точной автоматизации, представляет этот всеобъемлющий технический обзор пьезорезистивных датчиков и их применения в современных промышленных системах.

Принцип: пьезорезистивный эффект и мост Уитстона.

Принцип работы пьезорезистивного датчика основан на уникальных физических свойствах полупроводниковых материалов, прежде всего кремния.

Пьезорезистивное свойство: Пьезорезистивные материалы — это вещества, которые изменяют свое электрическое сопротивление при сжатии или деформации. Хотя металлы проявляют это свойство в небольшой степени, полупроводниковый кремний гораздо более чувствителен. При приложении силы к кремнию его сопротивление электрическому току увеличивается. Эта зависимость носит строго линейный характер; удвоение приложенного давления приводит к удвоению изменения сопротивления.

Обнаружение с помощью моста Уитстона: датчик изготовлен из тонких кремниевых пластин, расположенных между защитными поверхностями. Эти пьезорезистивные элементы интегрированы в схему моста Уитстона — электрическую сеть, предназначенную для обнаружения мельчайших различий в сопротивлении. Через мост пропускается небольшой ток. Когда давление деформирует кремний и изменяет его сопротивление, баланс моста смещается, вызывая измеримое падение или изменение электрического выходного сигнала. Система калибрует это точное электрическое изменение для определения точного технологического давления.

Механическая конструкция и передача давления

Для обеспечения устойчивости чувствительного кремниевого сенсорного чипа к воздействию агрессивных промышленных жидкостей и газов используются специальные технологии упаковки:

Корпус и TO-образное основание: Кремниевый сенсорный чип надежно установлен на TO-образном разъеме внутри защитного металлического корпуса.

Изоляция диафрагмой: к внешней поверхности корпуса приварена гофрированная диафрагма из нержавеющей стали марки 316. Эта изолирующая диафрагма находится в непосредственном контакте с рабочей средой, что позволяет датчику измерять любую жидкость, совместимую с нержавеющей сталью марки 316.

Заполнение силиконовым маслом: небольшое, точно отмеренное количество силиконового масла герметизируется во внутренней полости между гофрированной внешней диафрагмой и внутренним кремниевым чипом. Когда рабочая жидкость давит на диафрагму из нержавеющей стали, усилие гидравлически передается через силиконовое масло непосредственно на чувствительный чип, не подвергая электронику воздействию среды.

Основные технические характеристики и возможности подключения

Высокая гибкость подключения: стандартные конфигурации предлагают несколько типов резьбы для технологических соединений (например, M10, M12 и 1/4 NPT), а также возможность выбора типа резьбы для соответствия конкретным трубопроводам оборудования. В качестве электрических интерфейсов можно выбрать стационарные кабели или быстроразъемные промышленные штекеры.

Высокая чувствительность и линейность: по сравнению с простыми механическими индикаторами давления (например, пружинными циферблатами), современные пьезорезистивные датчики обеспечивают исключительно быстрое время отклика, высокую повторяемость и точный электронный выходной сигнал.

Многоцелевая функциональность: Эти датчики являются универсальными элементами промышленной автоматизации. Они используются для расчета расхода жидкости в трубопроводах, мониторинга атмосферного давления или измерения силы и веса, оказываемых одним объектом на другой.

Компания Tianjin ZINACA Intelligent Equipment Co., Ltd. производит высококачественные пьезорезистивные датчики давления, сочетающие в себе надежную технологию MEMS-чипов и прочный корпус из нержавеющей стали. Наша конструкция обеспечивает полную изоляцию от среды, предоставляя надежные данные с высокой линейностью для систем водоснабжения под постоянным давлением, гидравлического оборудования и линий химической обработки.

Чтобы ознакомиться с нашим разнообразным ассортиментом диапазонов давления и настраиваемых технологических фитингов, посетите наш официальный сайт по адресу:www.zinacainstruments.comили свяжитесь с нашей командой инженеров-разработчиков уже сегодня.