Пьезорезистивный метод измерения давления

1. Принцип действия

1.1. Основан на интегральных чувствительных элементах из монокристаллического кремния. Кремниевые преобразователи имеют высокую чувствительность при изменении удельного сопротивления полупроводника при деформировании давления.

2. Назначение и применение

2.1. Для измерения давления чистых неагрессивных сред применяются так называемые Низкая стоимость - решения, основанные на использовании чувствительных элементов либо без защиты, либо с защитой силиконовым гелем. Для измерения агрессивных сред и самых разных применений используется фильтр в герметичном металло-стеклянном корпусе, с разделительной диафрагмой из нержавеющей стали, передающей давление окружающей среды через кремнийорганическую жидкость.

3. Датчики давления

3.1. Манометрическое давление практически является одним из видов дифференциального давления. В составе манометра обязательно присутствуют мембрана и детектирующее устройство с выходным напряжением, пропорциональным приложенному на пластину давлению. Оба элемента могут быть кремниевыми. Сенсор в отборном устройстве давления с диафрагмой из кремния состоит из самой диафрагмы и инсталлированных диффузионным методом пьезорезистивных преобразователей. Благодаря высоким упругим качествам монокремния гистерезиса здесь не наблюдается, нет и ползучести характеристик при высоком давлении. Тензодатчики (тензорезисторы) подключаются в датчике давления по схеме мостика Уитстона. На выходе датчика «родной» выходной сигнал составляет сотни милливольт, поэтому выходное напряжение увеличивают усилителем. Сильная температурная чувствительность кремниевых резисторов обуславливает необходимость установки цепей температурной компенсации при разработке датчиков. Принцип действия сенсора для пьезорезистивного датчика давления, как следует из названия, основан на пьезорезистивном эффекте – изменении сопротивления при наложении механического давления. Резисторы размещают на мембрае таким образом, чтобы продольные и поперечные коэффициенты тензочувствительности были разных знаков, тогда и изменения сопротивлений резисторов будут противоположным

4. Производители

4.1. Кeller

4.1.1. KELLER — крупнейший в Европе производитель пьезорезистивных датчиков и преобразователей давления. Компания основана в 1974 году и уже более 35 лет разрабатывает и производит самые совершенные датчики давления в мире во главе со своим основателем и идейным вдохновителем Хансом В. Келлером.

4.2. Созданная в 1958-ом году, американская компания Kavlico занимается разработкой и производством датчиков давления, положения, угла поворота, специальных датчиков (датчики уровня топлива и уровня масла, датчики наклона). Датчики Kavlico, используя новейшие технологии, позволяют выполнять измерение в широком диапазоне, неблагоприятных условиях среды и с очень высокой точностью.