首页 > 新闻资讯 > 扩散硅压力变送器的工作原理你掌握了吗
扩散硅压力变送器的工作原理你掌握了吗
2019-01-28 [158]
   扩散硅压力变送器的工作原理你掌握了吗
  扩散硅压力变送器主要由测压元件传感器(也称作压力传感器)、测量电路和过程连接件三部分组成。采用具有先进技术进口陶瓷传感器,再配以高精密电子元件,经严格要求的工艺过程装配而成。压力变送器与使用的常规压力变送器相比,有两个显著不同的技术差别:一是测量元件采用新兴的高精密陶瓷材料;二是测量元件内无中介液体,是完全固体的。它能将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号(如4~20mADC等),以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。选用进口扩散硅压力芯片,经过精密的补偿技术、信号处理技术。转换成标准的电流信号输出,可直接与二次仪表以及计算机控制系统连接,实现生产过程的自动检测和控制。可广泛应用于各种工业领域中的气体、液体的压力检测。
  扩散硅压力变送器的定义:
  硅单晶材料在受到外力作用产生极微小应变时(一般步于400微应变),扩散硅压力变送器其内部原子结构的电子能级状态会发生变化,从而导致其电阻率剧烈变化(G因子突变)。用此材料制成的电阻也就出现极大变化,这种物理效应称为压阻效应。利用压阻效应原理,采用集成工艺技术经过掺杂、扩散,沿单晶硅片上的特点晶向,制成应变电阻,构成惠斯凳电桥,利用硅材料的弹性力学特性,在同一切硅材料上进行各向异性微加工,就制成了一个集力敏与力电转换检测于一体的扩散硅传感器。给传感器匹配一放大电路及相关部件,使之输出一个标准信号,就组成了一台完整的扩散硅压力变送器。
  扩散硅压力变送器广泛运用工业设备控制中,其工作原理是什么呢?
  核心部件是进口的压力传感器。其敏感元件是将P型杂质扩散到N型硅片上,形成极薄的导电P型层,焊上引线即成“扩散硅应变片",其电气性能是做成一个全动态的压阻效应惠斯登电桥。它已经和弹性元件(即其N型硅基底)结合在一起,用不着再粘贴。
  介质压力通过不锈钢隔离膜片,密封硅油传到扩散硅膜片的一侧,作用在另一侧的参考压力(大气压或密封压)它们共同作用的结果使膜片的一侧压缩,另一侧拉伸,压差使电桥失衡,输出一个与压力变化对应的信号。电路部分,惠斯登电桥采用恒流供电,目的是使输出不受温度的影响,电桥的输出信号经差分归一化放大器放大,再经V/I转成电流,该电流经过非线性校正环路的补偿,扩散硅压力变送器即产生与压力变化成线性关系的4-20mmADC标准信号输出。