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上海朝輝壓力儀器有限公司
主營(yíng)產(chǎn)品： 壓力傳感器/壓力變送器/隔膜壓力表/液位壓力傳感器 |
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2017-7-14 閱讀(553)
壓力變送器廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，作為當(dāng)前流程工業(yè)智能變送器領(lǐng)域的革新產(chǎn)品，單晶硅壓力變送器也被稱為復(fù)合微硅固態(tài)傳感器、智能變送器和高精度智能變送器等等，受到主流工業(yè)企業(yè)的青睞。
下面我們了解下單晶硅壓力變送器的工作原理，如圖1所示，單晶硅壓力變送器的敏感元件是將P型雜質(zhì)擴(kuò)散到N型硅片上，形成極薄的導(dǎo)電P型層，焊上引線即成“單晶硅應(yīng)變片”，其電氣性能是做成一個(gè)全動(dòng)態(tài)的壓阻效應(yīng)惠斯登電橋。該壓阻效應(yīng)惠斯登電橋和彈性元件（即其N型硅基底）結(jié)合在一起。介質(zhì)壓力通過密封硅油傳到硅膜片的正腔側(cè)，與作用在負(fù)腔側(cè)的介質(zhì)形成壓差，它們共同作用的結(jié)果使膜片的一側(cè)壓縮，另一側(cè)拉伸，壓差使電橋失衡，輸出一個(gè)與壓力變化對(duì)應(yīng)的信號(hào)。惠斯登電橋的輸出信號(hào)經(jīng)電路處理后，即產(chǎn)生與壓力變化成線性關(guān)系的4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。
對(duì)于表壓傳感器，其負(fù)腔側(cè)通常通大氣，以大氣壓作為參考?jí)毫?；?duì)于絕壓傳感器，其負(fù)腔側(cè)通常為真空室，以真空作為參考?jí)毫Γ粚?duì)于差壓傳感器，其負(fù)腔側(cè)的導(dǎo)壓介質(zhì)通常和正腔側(cè)相同，如硅油、氟油、植物油等。
圖1 單晶硅傳感器結(jié)構(gòu)圖
圖2 膜片受壓示意圖
如圖2所示，在正負(fù)腔室的壓差作用下，引起測(cè)量硅膜片（即彈性元件）變形彎曲，當(dāng)壓差P小于測(cè)量硅膜片的需用應(yīng)力比例極限σp時(shí)，彎曲可以*復(fù)位；當(dāng)壓差P超過測(cè)量硅膜片的需用應(yīng)力比例極限σp后，將達(dá)到材料的屈服階段，甚至達(dá)到強(qiáng)化階段，此時(shí)撤去壓差后測(cè)量硅膜片無法恢復(fù)到原位，導(dǎo)致發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的測(cè)量偏差；當(dāng)壓差P達(dá)到或超過測(cè)量硅膜片能承受的zui高應(yīng)力σb后，測(cè)量硅膜片破裂，直接導(dǎo)致傳感器損壞。因此，通過阻止或削弱外界的過載壓差P直接傳遞到測(cè)量硅膜片上，可以有效保護(hù)傳感器的測(cè)量精度和壽命。
