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                  壓力變送器的靈敏度最大程度上取決于兩個因素

                  作者:發表時間:2018-11-08

                      壓阻式壓力變送器因其高靈敏度而脫穎而出。同樣在精度和小型化方面,與其他測量儀器相比具有許多優點。在我們的知識文章中,我們將解釋壓阻式壓力變送器的壓力響應。


                      壓阻式壓力變送器的用戶期望線性壓力響應,其中輸出信號與施加的壓力成比例。因此,壓力信號圖的曲線應該是一條直線,其起點由零位置表示,其靈敏度由梯度表示。然而,壓力信號曲線的真實形狀或多或少總是顯示出與理想線的急劇偏差。這種差異被稱為壓力變送器的線性誤差。另一方面,曲線的梯度對應于其靈敏度。



                      從圖中我們可以看出,當變送器以較低的靈敏度(約為標稱芯片壓力的70%)使用時,曲線的幾乎線性部分被利用。通過選擇,發射器可以構建非常低的非線性(認為0.05%FS)。然而,先決條件是操作范圍位于芯片的線性部分內。


                      布萊迪壓阻式壓力變送器的靈敏度

                      壓力變送器的靈敏度很大程度上取決于兩個因素:

                      1.擴散半導體電阻器的電阻值及其壓阻效能水平

                      2.硅膜片的厚度


                      對壓力響應的最大影響在于硅膜的厚度。這由其機械,化學甚至組合處理來定義。不能如此精確地控制這些過程,使得所有壓力測量單元表現出完全相同的靈敏度。因此建立了類,其中壓力變送器可用于特定的壓力范圍。在這些課程中,敏感度可以在±20%左右變化。這種偏差本身可以通過電源電流或放大系數(校準)在電子設備中得到補償。


                      布萊迪儀表壓阻式壓力變送器的線性度

                      在線性規范中應注意,%FS(滿量程,最終值)主要應用。就測量值而言,即使制造商規范列出了非常小的值,誤差也可以承載相當大的權重,盡管以%FS顯示。


                      在壓力測量單元中,線性度取決于幾個因素:

                      1.半導體電阻必須足夠小,并擴散到硅膜上的正確位置。

                      2.硅隔膜必須干凈,邊緣鋒利,并且位于正確的位置。

                      3.無論是測量正壓還是負壓,線性度都會發生變化,這意味著隔膜是凸起形狀還是凸形(拉伸或壓縮負荷)。

                      4.硅隔膜的直徑與厚度之比必須在特定范圍內。非常薄的隔膜會隨著疊加拉伸而變形:這種氣球效應,在較低壓力范圍的換能器中,導致線性曲線的典型S形路線(不能通過模擬補償方法校正)。

                      5.由于具有非常厚的硅膜片,因此不再能夠實現在其邊緣處剛性固定的膜片的預期結構,因為例如,使用1000巴的換能器,膜片的厚度是芯片本身的一半。


                      布萊迪儀表壓阻式壓力變送器的過載和爆破壓力

                      線性曲線的典型過程在很大程度上是非常線性的,然后更加平坦。為了盡可能寬的輸出信號,利用該曲線的最長可能范圍。直到大約三分之二標記,該過程是線性的,誤差小于0.5%FS。除此之外,線性誤差變得更加顯著,從而設定了精度的限制。除了非常低和非常高的壓力范圍之外,在測量單元發生故障之前,標稱壓力范圍通??梢猿^50%。


                      為了增加過載保護,必須放棄廣泛有效信號的想法:必須使用壓力變送器,其本身旨在用于更高的壓力范圍。例如,機械擋塊可以部署在電容式壓力變送器中,以便在壓力下使薄膜變形,并確保非常高的過載保護,這對于壓阻式壓力變送器的相對微小的硅膜幾乎不可能具有最小的偏轉。


                      在布萊迪,爆破壓力定義為介質可以進入變送器的壓力,因此金屬隔膜被破壞。然而,變送器此時已不再起作用。因此,數據表中變送器的爆破壓力值可以忽略不計。


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