一、 一般介紹:
硅單晶材料在受到外力作用產(chǎn)生極微小應變時(一般步于400微應變),,其內(nèi)部原子結(jié)構(gòu)的電子能級狀態(tài)會發(fā)生變化,,從而導致其電阻率劇烈變化(G因子突變)。用此材料制成的電阻也就出現(xiàn)極大變化,這種物理效應稱為壓阻效應,。利用壓阻效應原理,,采用集成工藝技術(shù)經(jīng)過摻雜、擴散,,沿單晶硅片上的特點晶向,,制成應變電阻,構(gòu)成惠斯凳電橋,,利用硅材料的彈性力學特性,,在同一切硅材料上進行各向異性微加工,就制成了一個集力敏與力電轉(zhuǎn)換檢測于一體的擴散硅傳感器,。給傳感器匹配一放大電路及相關部件,,使之輸出一個標準信號,就組成了一臺完整的壓力變送器,。
二,、 技術(shù)特點:
1,、 靈敏度高
擴散硅敏感電阻的靈敏因子比金屬應變片高50~80倍,,它的滿量程信號輸出在80-100mv左右。對接囗電路適配性好,,應用成本相應較低,。由于它輸入激勵電壓低,輸出信號大,,且無機械動件損耗,,因而分辯率*。
2,、 可靠性高
擴散硅敏感膜片的彈性形變量在微應變數(shù)量級,,膜片zui大位移量在來微米數(shù)量級,且無機械磨損,,無疲勞,,無老化。平均*時間長,,性能穩(wěn)定,,可靠性高。
3,、 精度高
擴散硅壓力傳感器的感受,、敏感轉(zhuǎn)換和檢測三位一體,無機械動件連接轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié),,所以不重復性和遲滯誤差很小,。由于硅材料的剛性好萊塢,形變小,因而傳感器的線性也非常好,。因此綜合表態(tài)精度很高,。
4、頻響高
由于敏感膜片硅材料的本身固有頻率高,,一般在50KC,。制造過程采用了集成工藝,膜片的有效面積可以很小,,配以剛性結(jié)構(gòu)前置安裝特殊設計,,使傳感器頻率響應很高,使用帶寬可達零頻至100千赫茲,。
5,、 抗電擊穿性能好
由于采用了特殊材料和裝配工藝,擴散硅傳感器不但可以做到130℃正常使用,,在強磁
場,、高電壓擊穿試驗中可抗擊1500V/AC電壓的沖擊壓力變送器。
6,、 度性能好
隨著集成工藝技術(shù)進步,,擴散硅敏感膜的四個電阻一致性得到進一步提高,原始的手工
補償已被激光調(diào)阻,、計算機自動休整技術(shù)所替代,,傳感器的零位和靈敏度溫度系數(shù)已達10-5
/℃數(shù)量級,工作溫度也大幅度提高,。
7,、 耐腐蝕性好
由于擴散硅材料本身優(yōu)良的化學防腐性能好,即使傳感器受壓面不隔離,,出能在普通使
用中適應各種介質(zhì),。硅材料又與硅油有良好的兼容性,使它在采用防腐材料隔離時結(jié)構(gòu)工藝更易于實現(xiàn),。加之它的低電壓,、低電流、低功耗,、低成本和本質(zhì)安全防爆的特點,,可替代諸多同類型的同功能產(chǎn)品,具有*良的性能價格比,。
三,、 選項型提要
1、 傳感器,、變送器的選擇
用戶根據(jù)自己所測壓力的性質(zhì),,首先應確定選擇表壓(相對于當?shù)卮髿鈮海⒉顗骸毫蜇搲浩贩N,。如果測量液位,,還要確定液位上方是自由大氣壓還是密封容器壓力。如果測量密封承壓容器內(nèi)的液位就應該選用差壓產(chǎn)品,。
2,、 產(chǎn)品量程的確定
從產(chǎn)品安全考慮,一般選擇使工作壓力值在標準量程值的60%-80%為宜,,整個測
量系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的異常情況所導致的過載壓力不得超過產(chǎn)品允許的zui大過載,。測量動態(tài)管路液體壓力時,還應考慮水垂效應,,適當增大產(chǎn)品載量,,亦可向我所進行技術(shù)咨詢。
3,、 產(chǎn)品精度選擇
產(chǎn)品等級按多項參數(shù)分檔,,檔級越高,價格越貴,。用戶可依據(jù)所檢測工況要求各項和某
單項參數(shù)精度指標,,以便用較低的價格實現(xiàn)較高的精度要求。產(chǎn)品給出的三項精度指標是采用zui小二乘法或端基平移法計算的,。選用傳感器時,。精度等級確定應根據(jù)測量系統(tǒng)分配發(fā)給傳感器的zui大誤差選項取,。有時還應考慮零位時漂,、零位和滿度溫度系數(shù)帶入的附加誤差。
4,、 差壓傳感器,、變送器的選擇
通用差壓傳感器、變送器通常使用在高壓端壓力高于低壓端壓力的正差壓情況下,,雖然擴散硅傳感器都可同樣用于負差壓,,一般兩引壓端基本對稱,但負壓端一般不另標定,,如用戶要求兩引壓端高對稱性,,需特別告知。低壓端在系統(tǒng)中有可能出現(xiàn)的超負量程使用,,此時需與我公司協(xié)商,。
5、頻響特性
擴散硅傳感器固有頻率相對于其它產(chǎn)品較高,,除此之外更多的情況是傳感器結(jié)構(gòu)的引壓腔結(jié)構(gòu)參數(shù)影響和傳感器結(jié)構(gòu)基體剛體的尺寸影響,,后者不可能不限長,故主要還是引壓腔影響,用戶定貨時可與我公司協(xié)商解決,。
6,、與被測介質(zhì)的匹配
傳感器、變送器接囗和電子殼體由多種不同的結(jié)構(gòu)材料生產(chǎn),。具有不同的介質(zhì)兼容性,,
為了獲得*的使用效果,不致因介質(zhì)不匹配而使產(chǎn)品損壞,,用戶在選型定貨時應明白介質(zhì)的準確名稱,、濃度、溫度,。
7,、 選擇產(chǎn)品的使用溫度范圍
產(chǎn)品在出廠前已經(jīng)過線性溫度補償。其中有些系列的變送器在組裝了電路后又進行了綜
合溫度補償,。補償范圍在單項產(chǎn)品介紹中已標出,。如用戶有特殊要求,可與我公司協(xié)商,。對于使用溫度范圍寬而又要求總精度高的用戶,,還可在二次儀表數(shù)據(jù)處理中采用軟件執(zhí)行溫度誤差修正。超過補償區(qū)使用,,溫度系數(shù)指標可能會超標,,但仍可使用。長期在溫度極限區(qū)工作,,產(chǎn)品壽命將大大縮短,。用戶使用工況如長期在低溫或超指標高溫區(qū)工作??膳c我公司協(xié)商特制,。
如以上各條仍不能滿足用戶的特殊要求。我公司愿意與用戶共同探討,,配合用戶解決使用要求,。
四、 產(chǎn)品安裝使用注意事項
1,、 仔細閱讀隨貨包裝的產(chǎn)品說明書,。正確按圖連接電路。尤其注意變送器產(chǎn)品不得
發(fā)生接線錯誤,。
2,、 螺紋連接的產(chǎn)品在安裝和拆卸時,必須用扳手緊六方*作,,安裝時不能擰的過緊,,
嚴禁夾持其它部位安裝,、拆卸,避免損壞相關聯(lián)結(jié)部件,。引壓孔端不得有尖硬物伸入,,以免損毀敏感膜或隔離膜,嚴禁敲打,、撞擊,、摔跌。
3,、 產(chǎn)品出廠說明書,、裝箱單、合格證要妥善保存,,它是執(zhí)行三包的依據(jù),。
4、 產(chǎn)品外形,、接囗螺紋均不得隨意進行加工,、 修改、否則造成質(zhì)量問題責任自負,。
5,、 禁止超指標過載,超指標過載造成的敏感膜損壞不在三包范圍,。
應注意如下幾種使用情況:
a,、 被壓力系統(tǒng)瞬時出現(xiàn)較大過載壓力。
b,、 壓力檢測時,,加壓設備如水泵揚程過大,壓力強,,造成液位高速運動沖擊敏感
膜膜片,,大動量沖擊附加壓造成過載,。
C,、用活塞壓力計標定時,活塞故障卡死未發(fā)現(xiàn),,導致壓力沖開時高過載沖擊敏感膜,。
6、由于恒流電源對擴散硅傳感器的自補償功能,,原則上推薦采用恒流源供電,,我公司也可以提供恒流傳感一體化產(chǎn)品,如測量溫度系數(shù)要求不高,,條件不允許,,也可使用恒壓源,。
7、擴散硅傳感器零位輸出不能直接采用單臂聯(lián)電阻法進行消除,,可采用軟件歸零法,、差動輸入修整法、T型電阻網(wǎng)絡修正等,。
8,、嚴禁用尖硬物、螺絲刀,、手指直接按壓臘片試壓,,這樣zui容易造成不可修復性損壞,凡硅膜或隔離膜破損(直接按壓或壓力超標過載才能造成的結(jié)果)而造成的產(chǎn)品零位變大,、失效,、均不在三包范圍內(nèi)。