（德國IFM，愛福門,，易福們）傳感器,，IFM/39529829/39529839

用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變,，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面,，連接成個(gè)惠斯通電橋（閉橋），由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng),，使電橋產(chǎn)生個(gè)與壓力成正比的高度線性,、與激勵(lì)電壓也成正比的電壓信號，標(biāo)準(zhǔn)的信號根據(jù)壓力量程的不同標(biāo)定為2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等,，可以和應(yīng)變式傳感器相兼容,。通過激光標(biāo)定，IFM傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性,，傳感器自帶溫度補(bǔ)償0 ～70℃,，并可以和大多數(shù)介質(zhì)直接接觸。
陶瓷是種*的高彈性,、抗腐蝕,、抗磨損、抗沖擊和振動(dòng)的材料,。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達(dá)-40 ～135 ℃,，而且具有測量的高精度、高穩(wěn)定性,。電氣緣程度>2kV,，輸出信號強(qiáng),，長期穩(wěn)定性好。高特性,，格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發(fā)展方向,，在歐美有全面替代其它類型傳感器的趨勢，在也越來越多的用戶使用陶瓷傳感器替代擴(kuò)散硅壓力傳感器,。
擴(kuò)散硅IFM壓力傳感器原理及應(yīng)用
工作原理被測介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上（不銹鋼或陶瓷）,，使膜片產(chǎn)生與
  TBP-1擴(kuò)散硅無腔壓力傳感器

（德國IFM，愛福門,，易福們）傳感器,，IFM/39529829/39529839
介質(zhì)壓力成正比的微位移，使IFM傳感器的電阻值發(fā)生變化,，和用電子線路檢測這變化,，并轉(zhuǎn)換輸出個(gè)對應(yīng)于這壓力的標(biāo)準(zhǔn)測量信號。
原理圖
藍(lán)寶石壓力傳感器原理與應(yīng)用
利用應(yīng)變電阻式工作原理,，采用硅- 藍(lán)寶石作為半導(dǎo)體敏感元件,，具有的計(jì)特性。
 藍(lán)寶石系由單晶體緣體元素組成,，不會發(fā)生滯后,、疲勞和蠕變現(xiàn)象；藍(lán)寶石比硅要堅(jiān)固,，硬度更高,，不怕形變；藍(lán)寶石有著非常好的彈性和緣特性（1000 OC 以內(nèi)）,，因此,，利用硅- 藍(lán)寶石制造的半導(dǎo)體敏感元件，對溫度變化不敏感,，即使在高溫條件下,，也有著很好的工作特性；藍(lán)寶石的抗輻射特性*,；另外,，硅- 藍(lán)寶石半導(dǎo)體敏感元件，無p-n 漂移,，因此,，從根本上簡化了制造工藝，提高了重復(fù)性,，確保了高成品率,。
用硅- 藍(lán)寶石半導(dǎo)體敏感元件制造的壓力傳感器和變送器，可在zui惡劣的工作條件下正常工作,，并且可靠性高,、精度好,、溫度誤差極小、性價(jià)比高,。
 表壓IFM壓力傳感器和變送器由雙膜片構(gòu)成：鈦合金測量膜片和鈦合金接收膜片,。印刷有異質(zhì)外延性應(yīng)變靈敏電橋電路的藍(lán)寶石薄片，被焊接在鈦合金測量膜片上,。被測壓力傳送到接收膜片上（接收膜片與測量膜片之間用拉桿堅(jiān)固的連接在起）,。在壓力的作用下，鈦合金接收膜片產(chǎn)生形變,，該形變被硅- 藍(lán)寶石敏感元件感知后，其電橋輸出會發(fā)生變化,，變化的幅度與被測壓力成正比,。
IFM傳感器的電路能夠保證應(yīng)變電橋電路的供電，并將應(yīng)變電橋的失衡信號轉(zhuǎn)換為統(tǒng)的電信號輸出（0-5 ,，4-20mA或0-5V）,。在壓壓力傳感器和變送器中，藍(lán)寶石薄片,，與陶瓷基極玻璃焊料連接在起,，起到了彈性元件的作用，將被測壓力轉(zhuǎn)換為應(yīng)變片形變,，從而達(dá)到壓力測量的目的,。
IFM壓電壓力傳感器原理與應(yīng)用

（德國IFM，愛福門,，易福們）傳感器,，IFM/39529829/39529839
IFM壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺,。其中石英（二氧化硅）是種天然晶體,，壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在定的溫度范圍之內(nèi),，壓電性質(zhì)直存在,，但溫度超過這個(gè)范圍之后，壓電性質(zhì)*消失（這個(gè)高溫就是所謂的“居里點(diǎn)”）,。由于隨著應(yīng)力的變化電場變化微?。ㄒ簿驼f壓電系數(shù)比較低），所以石英逐
  漸被其他的壓電晶體所替代,。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù),，但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。磷酸二氫胺屬于人造晶體,，能夠承受高溫和相當(dāng)高的濕度,，所以已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,。
現(xiàn)在壓電效應(yīng)也應(yīng)用在多晶體上，比如現(xiàn)在的壓電陶瓷,，包括鈦酸鋇壓電陶瓷,、PZT 、鈮酸鹽系壓電陶瓷,、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等,。 

/39529829/39529839
 壓電效應(yīng)是壓電傳感器的主要工作原理，壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量,，因?yàn)榻?jīng)過外力作用后的電荷,，只有在回路具有無限大的輸入阻抗時(shí)才得到保存。實(shí)際的情況不是這樣的,，所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動(dòng)態(tài)的應(yīng)力,。
壓電傳感器主要應(yīng)用在加速度、壓力和力等的測量中,。壓電式加速度傳感器是種常用的加速度計(jì),。它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小,、重量輕,、使用壽命長等優(yōu)異的特點(diǎn)。壓電式加速度傳感器在飛機(jī),、汽車,、船舶、橋梁和建筑的振動(dòng)和沖擊測量中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,，特別是航空和宇航域中更有它的特殊地位,。壓電式傳感器也可以用來測量發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用于軍事工業(yè),，例如用它來測量槍炮子彈在膛中擊發(fā)的瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力,。它既可以用來測量大的壓力，也可以用來測量微小的壓力,。
壓電式傳感器也廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)測量中,，比如說心室導(dǎo)管式微音器就是由壓電傳感器制成的，因?yàn)闇y量動(dòng)態(tài)壓力是如此普遍,，所以壓電傳感器的應(yīng)用就非常廣泛,。
IFM壓力傳感器SI5000結(jié)構(gòu)金屬電阻應(yīng)變片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
如圖1 所示，是電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)示意圖,，它由基體材料,、金屬應(yīng)變絲或應(yīng)變箔、緣保護(hù)片和引出線等部分組成。根據(jù)不同的用途,，電阻應(yīng)變片的阻值可以由設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì),，但電
  DX140微型壓力傳感器
阻的取值范圍應(yīng)注意：阻值太小，所需的驅(qū)動(dòng)電流太大,，同時(shí)應(yīng)變片的發(fā)熱致使本身的溫度過高,，不同的環(huán)境中使用，使應(yīng)變片的阻值變化太大,，輸出零點(diǎn)漂移明顯,，調(diào)零電路過于復(fù)雜。而電阻太大,，阻抗太高,，抗外界的電磁干擾能力較差。般均為幾十歐幾十千歐左右,。
IFM原則

/39529829/39529839
現(xiàn)代傳感器在原理與結(jié)構(gòu)上千差萬別,，如何根據(jù)具體的測量目的、測量對象以及測量環(huán)境合理地選用傳感器,，是在進(jìn)行某個(gè)量的測量時(shí)要解決的問題。當(dāng)傳感器確定之后,，與之相配套的測量方法和測量設(shè)備也就可以確定了,。測量結(jié)果的成敗，在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理,。
 根據(jù)測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型
 要進(jìn)行—個(gè)具體的測量工作,，要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定,。因?yàn)?，即使是測量同物理量，也有多種原理的傳感器可供選用,，哪種原理的傳感器更為合適,，則需要根據(jù)被測量的特點(diǎn)和傳感器的使用條件考慮以下些具體問題：量程的大小,；被測位置對傳感器體積的要求,；測量方式為接觸式還是非接觸式；信號的引出方法,，有線或是非接觸測量,；傳感器的來源，國產(chǎn)還是進(jìn)口,，價(jià)格能否承受,，還是自行研制。
在考慮上述問題之后就能確定選用何種類型的傳感器，然后再考慮傳感器的具體指標(biāo),。
 靈敏度的選擇 

/39529829/39529839
 通常,，在傳感器的線性范圍內(nèi)，希望傳感器的靈敏度越高越好,。因?yàn)橹挥徐`敏度高時(shí),，與被測量變化對應(yīng)的輸出信號的值才比較大，有利于信號處理,。但要注意的是,，傳感器的靈敏度高，與被測量無關(guān)的外界噪聲也容易混入,，也會被放大系統(tǒng)放大,，影響測量精度。因此,，要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比,，盡量減少從外界引入的廠擾信號。
 傳感器的靈敏度是有方向性的,。當(dāng)被測量是單向量,，而且對其方向性要求較高，則應(yīng)選擇其它方向靈敏度小的傳感器,；如果被測量是多維向量,，則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。
頻率響應(yīng)特性
 IFM傳感器SI1000的頻率響應(yīng)特性決定了被測量的頻率范圍,，必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測量條件,，實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總有—定延遲，希望延遲時(shí)間越短越好,。
 傳感器的頻率響應(yīng)高,，可測的信號頻率范圍就寬，而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響,，機(jī)械系統(tǒng)的慣性較大,，因有頻率低的傳感器可測信號的頻率較低。
在動(dòng)態(tài)測量中,，應(yīng)根據(jù)信號的特點(diǎn)（穩(wěn)態(tài),、瞬態(tài)、隨機(jī)等）響應(yīng)特性,，以免產(chǎn)生過火的誤差,。
 線性范圍

/39529829/39529839
IFM傳感器SI1000的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。以理論上講,，在此范圍內(nèi),，靈敏度保持定值,。傳感器的線性范圍越寬，則其量程越大,，并且能保證定的測量精度,。在選擇傳感器時(shí)，當(dāng)傳感器的種類確定以后要看其量程是否滿足要求,。
 但實(shí)際上,，任何傳感器都不能保證的線性，其線性度也是相對的,。當(dāng)所要求測量精度比較低時(shí),，在定的范圍內(nèi)，可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的,，這會給測量帶來極大的方便,。
 穩(wěn)定性
IFM傳感器使用段時(shí)間后，其保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性,。影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外,，主要是傳感器的使用環(huán)境。因此,，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性,，傳感器必須要有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。
在選擇傳感器之前,，應(yīng)對其使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查,，并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器，或采取適當(dāng)?shù)拇胧?，減小環(huán)境的影響,。
IFM傳感器的穩(wěn)定性有定量指標(biāo),，在超過使用期后,，在使用前應(yīng)重新進(jìn)行標(biāo)定，以確定傳感器的是否發(fā)生變化,。

/39529829/39529839
在某些要求傳感器能長期使用而又不能輕易更換或標(biāo)定的場合,，所選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴(yán)格，要能夠經(jīng)受住長時(shí)間的考驗(yàn),。
精度是IFM傳感器SI1000的個(gè)重要的指標(biāo),，它是關(guān)系到整個(gè)測量系統(tǒng)測量精度的個(gè)重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高,，其價(jià)格越昂貴,，因此，傳感器的精度只要滿足整個(gè)測量系統(tǒng)的精度要求就可以,，不必選得過高,。這樣就可以在滿足同測量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡單的傳感器。
 如果測量目的是定性分析的，選用重復(fù)精度高的傳感器即可,，不宜選用量值精度高的,；如果是為了定量分析，必須獲得的測量值,，就需選用精度等能滿足要求的傳感器,。
IFM傳感器SI1000/SI5000的發(fā)展趨勢對某些特殊使用場合，無法選到合適的傳感器,，則需自行設(shè)計(jì)制造傳感器,。自制傳感器的應(yīng)滿足使用要求?！∽稍児綢NTECHNOCONSULTING的傳感器市場報(bào)告顯示,，2008年傳感器市場容量為506億美元，預(yù)計(jì)2010年傳感器市場可達(dá)600億美元以上,。調(diào)查顯示,，東歐、亞太區(qū)和加拿大成為傳感器市場增長zui快的地區(qū),，而美國,、德國、日本依舊是傳感器市場分布zui大的地區(qū),。就世界范圍而言,，傳感器市場上增長zui快的依舊是汽車市場，占二位的是過程控制市場,，看好通訊市場前景,。　些傳感器市場比如壓力傳感器,、溫度傳感器,、流量傳感器、水平傳感器已表現(xiàn)出成熟市場的特征,。流量傳感器,、壓力傳感器、溫度傳感器的市場規(guī)模zui大,，分別占到整個(gè)傳感器市場的21%,、19%和14%。傳感器市場的主要增長來自于無線傳感器,、MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystems,，微機(jī)電系統(tǒng)）傳感器、生物傳感器等新興傳感器,。其中,，無線傳感器在2007-2010年復(fù)合年增長率預(yù)計(jì)會超過25%,。
目前，的傳感器市場在不斷變化的創(chuàng)新之中呈現(xiàn)出快速增長的趨勢,。有關(guān)專家指出,，傳感器域的主要技術(shù)將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上予以延伸和提高，各國將競相加速新代傳感器的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,，競爭也將日益激烈,。新技術(shù)的發(fā)展將重新定義未來的傳感器市場,，比如無線傳感器,、光纖傳感器,、智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器的出現(xiàn)與*的擴(kuò)大,。
 

/39529829/39529839