Абсолютное, Относительное (Избыточное) и Дифференциальное Давления
С приходом века паровых технологий появилась потребность в приборах для измерения давления. Трубки Бурдона или сильфоны, в которых механическая деформация передавалась на стрелку-указатель, были первыми приборами для измерения давления. Ими пользуются и по сей день.
Метрология давления это технология преобразования давления в электрический сигнал.
Для этого, как правило, используется конструкция мембраны. В пьезорезистивной и тонкопленочной технологии резисторы закреплены на мембране, на которую оказывается давление. Под воздействием давления резисторы меняют свои характеристики (тензодатчики). В емкостной технологии мембрана представляет собой пластину-конденсатор, которая меняет свои характеристики под воздействием давления.
Используя мембранные технологии, мы измеряем разность давлений, оказываемых на две стороны мембраны. Опираясь на давление сравнения, мы используем следующие термины:
Абсолютное Давление. Давление в закрытом, часто откачанном, объеме
Относительное Давление. Давление свыше атмосферного давления (обратный принцип для вакуумметрического давления)
Дифференциальное Давление. Для измерения разности (перепада) двух давлений. Давления подаются с двух сторон на мембрану
Пьезорезистивный Сенсор Давления. Кремниевая ячейка.
Сенсор состоит из кремниевой ячейки, обработанной специальным оборудованием, с размещенными на ней тензорезисторами. И вся эта конструкция находится на кремниевой или стеклянной подложке.
Сопротивление резисторов равно приблизительно 3,5кОм. Влияние давления увеличивает сопротивление радиальных резисторов«r» и снижает сопротивление резисторов «t», поперечных радиусу. Это изменение в сопротивлении резисторов может достигать как минимум 30%.
Резисторы подключены как мост Уитстона.
Выходной сигнал моста прямопропорционален давлению.
Главные методы съема сигнала с моста
Какими двумя методами съема сигнала пользуются:
— Золотые или алюминиевые провода припаяны к алюминиевым контактам на микросхеме и к стеклянной подложке, штырькам на основании.
— TAB Конструкция не подразумевает жесткое крепление сенсора на подложку. Сенсор просто плавает в масле и крепится при помощи гибкого шлейфа, через который и происходит вывод контактов к штырькам на основании. Таким образом,мы избегаем проблем связанных с температурным расширением клеевого соединения. Также данная конструкция защищает от резкого скачка, от повреждения датчика при резком обратном давлении(при резком падении давления).
В первом случае сенсор должен быть зафиксирован на подложке.
Low Cost Датчики
LowCost датчики это устройства, в которых сенсоры подвергаются воздействию среды без какой-либо защиты.
Серии 2, 4 и 5 это как раз такие датчики.
В сериях 2 и 4, где стеклянная подложка с кремниевой ячейкой помещены в пластиковый корпус, с подсоединением для положительного давления (серия 2); положительного и отрицательного давления (для серии 4).
В сериях 2ТАВ и 4ТАВ кремниевый сенсор с ТАВ платой расположен между двух пластиковых спаек с подсоединениями для давления.
В сериях 5 кремниевый сенсор спаян с латунным портом давления. Контакты выполнены либо из золотых проводов, припаянных к штырькам, либо посредством ТАВ гибкого шлейфа.
Серия 2: Давление действует на наружную часть микросхемы: исключительно для сухих сред.
Серия 4, Серия 5: Давление действует на внутреннюю часть микросхемы: подходит также и для жидкостей.
