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包羅板裝置壓力傳感器的注重事變
來歷:賽斯維傳感器網 頒發于 2021/11/25

在本文中,領會甚么是板裝式壓力傳感器、它們的使命道理、它們的長處、利用和若何為設想挑選一個。


板載壓力傳感器(圖 1)已被用于很多利用,包羅醫療裝備、產業主動化和 HVACR。可是為甚么它們會被挑選而不是更傳統的壓力傳感體系呢?

圖 1:板載壓力傳感器示例。圖片由霍尼韋爾供給

 

板裝式壓力傳感器,望文生義,是設想用于裝置在 PCB(印刷電路板)上的壓力傳感器,從而成為電子組件的集成局部。固然一些傳感器設想用于評價傳感器和固體物體之間的物理打仗壓力,但其余傳感器特地用于丈量液體或氣體的壓力。 


板載傳感器的上風

普通而言,板裝式壓力傳感器的上風在于將傳感器和 ASIC(公用集成電路)包羅在單個芯片上,即便在很是擁堵的 PCB 上也易于安排。


如許的做法: 

下降整機本錢 

簡化設想龐雜性

下降體系占用空間 

前進傳感器實行的設想矯捷性

另外,此中一些傳感器包羅集成在單個封裝中的校準、縮小和溫度彌補: 

前進體系一般運轉時候 

使改換傳感器變得加倍輕易 

為壓力丈量體系建立更松散、更簡便的占空中積。

另外一個益處是這些傳感器若何設想用于在高濕度和/或裸露于各類流體和藹體的情況中使命。這許可傳感器間接裸露于被測介質,這在呼吸機或就寢呼吸停息機等利用中很是主要(見圖 2)。 

圖 2:就寢呼吸停息機中利用的傳感器示例圖。圖片由霍尼韋爾供給

 

最初,某些范例的此類傳感器可供給極高的精確度和杰出的精度、分辯率和可反復性,一切這些在很多裝備中都相當主要。 


壓力傳感器的壓力范例

幾近一切板載壓力傳感器都依靠于某種范例的微布局(比方,隔閡),該布局表現出的電氣特征變更與變形時所履歷的變構成反比。 


電氣特征能夠包羅電容、電阻或電荷的變更,一切這些都能夠被丈量并轉換成電旌旗燈號。


壓力傳感器丈量的三種壓力是:

  • 表壓,相對大氣壓的壓力

  • 壓差,兩點之間的壓力差

  • 相對壓力, 相對 0 psi 的壓力

  • 在大大都情況下,表壓傳感器供給的輸出與大氣壓力的任何變更成反比,而壓差則基于兩個端口之間的壓力丈量。最初,相對壓力傳感器利用外部真空參考,凡是用于丈量氣壓變更或高度變更。 


利用:醫療和產業

板載壓力傳感器用于很多差別的利用和行業(圖 3),從使命關頭型醫療裝備到主動化制作。 


它們能夠在 HVACR 檢測過濾器梗塞、輔佐情況監測和 IAQ(室內氛圍品質)和修建節能中找到。


這些壓力傳感器還能夠很好地丈量管道靜態壓力、檢測過濾器的存在和撐持 VAV(可變風量)節制。

圖 3:能夠利用此類傳感器的兩個示例利用是醫療裝備(左)和產業情況(右)。圖片由霍尼韋爾供給


醫療行業

在醫療行業,它們已被證實在各類裝備中不可或缺,包羅: 

  • 呼吸機

  • 麻醉機

  • 病房氣壓

  • 肺活量計

  • 板載壓力傳感器還用于與血液闡發、透析、離心和氧氣和氮氣等氣體分派相干的裝備。


產業行業

在產業情況中,這些傳感器用于: 

  • 通用機械

  • 狀況監測 

  • IIoT(產業物聯網)裝備

  • 產業4.0

  • 機械人

這些傳感器用于產業情況,具備:

  • 氣動氛圍節制

  • 進程節制

  • 泄露檢測

  • 氣候節制體系

  • 真空開關

  • 高度計

  • 氣壓計

 

挑選傳感器:規格和特征

在挑選板裝式壓力傳感器之前,領會這些傳感器的一些關頭規格和特征很是主要。 


對此類傳感器的規格,凡是包羅輸出旌旗燈號規模和電源電壓。另外,必須挑選輸出旌旗燈號是比例式 VDC 摹擬仍是數字I 2 C或串行外設接口(SPI),后者能夠間接毗連到微處置器或微節制器。 


摹擬或數字也會影響數據值的更新頻次,凡是以 kHz 為單位。


至于板載壓力傳感器的根基特征,凡是包羅: 

  • 規模——傳感器能夠精確檢測的最小和最大壓力

  • 分辯率 - 必須存在的最小壓力變更,以便輸出旌旗燈號反應它 

  • 請記著,規模和分辯率之間存在干系:規模越大,能夠的分辯率越低,反之亦然。 


除規范壓力特征外,最好斟酌爆破壓力。某些利用(包羅醫療范疇的利用)能夠觸及潔凈或衛生法式,這能夠會致使臨時但光鮮明顯的壓力增添。壓力尖峰固然是剎時的,但依然跨越了裝備的超壓限定。


另外一個須要斟酌的關頭特征是溫度。因為溫度對壓力有光鮮明顯影響,是以一些(但不是全數)板載壓力傳感器針對以下身分停止了溫度彌補: 

  • 傳感器偏移

  • 活絡度

  • 溫度影響

  • 非線性。 

  • 這類溫度彌補凡是是經由過程利用板載 ASIC 來完成的。


表現傳感器報告的壓力值與被測現實壓力的靠近水平的精度也很主要。 


精度報告為壓力傳感器滿量程 (FS) 或滿量程帶跨度 (FSS) 的百分比。它也能夠用總偏差帶 (TEB) 來報告,它表現傳感器在溫度彌補規模內的精度。


這些傳感器的最初一個特征觸及它利用的介質范例(比方,流體、枯燥氣體)和介質是不是必須知足附加請求,比方非侵蝕性或非離子性。


固然這些只是一些規格和注重事變,但在挑選挑選哪一種壓力傳感器時須要斟酌每項。


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