Anzahl Durchsuchen:0 Autor:Site Editor veröffentlichen Zeit: 2023-02-02 Herkunft:粉体圈儿
Der Keramikdrucksensor ist ein piezoresistiver Drucksensor, der aus speziellen Keramikmaterialien hergestellt und durch ein spezielles Verfahren veredelt wird.Keramik ist ein anerkanntes Material mit hoher Elastizität, Korrosions-, Verschleiß-, Stoß- und Vibrationsbeständigkeit.Die thermische Stabilität und Dickschichtbeständigkeit der Keramik ermöglichen den Betrieb in einem Temperaturbereich von -40℃ bis 125℃ und verfügen über eine hochpräzise Messung und hohe Stabilität.Der elektrische Isolationsgrad beträgt mehr als 2 kV, starkes Ausgangssignal, gute Langzeitstabilität.Keramiksensoren mit hohen Eigenschaften und niedrigem Preis werden die Entwicklungsrichtung von Drucksensoren sein.In Europa und den Vereinigten Staaten besteht der Trend, dass Keramiksensoren andere Sensortypen umfassend ersetzen.In China verwenden immer mehr Benutzer alternative Drucksensoren aus diffusem Silizium.
① Keramischer kapazitiver Drucksensor Der keramische kapazitive Drucksensor besteht aus einer festen Keramikbasis und einer beweglichen Keramikmembranstruktur, einer beweglichen Membran durch Glaspaste und anderen Möglichkeiten zur Abdichtung mit der Basis.Das innere gedruckte Elektrodenmuster zwischen den beiden bildet eine variable Kapazität.Wenn sich der dielektrische Druck auf die Membran ändert, ändert sich die Kapazität zwischen den beiden, und das Signal wird über den Konditionierungschip umgewandelt, angepasst und an die hintere Stufe ausgegeben.Die Keramikkondensatortechnologie bietet die Vorteile moderater Kosten, großer Reichweite, guter Temperatureigenschaften, Konsistenz und Langzeitstabilität.
Da der Rand der Keramikmembran auf der Keramikbasis befestigt ist und die Peripherie abgestützt ist, ist die mittlere Verformung während der Belastung groß und die Randverformung gering, und die Kapazität ist nichtlinear und die Empfindlichkeit wird verringert.Um den Einfluss von Temperatur und Randeffekt zu reduzieren, ist auf der Keramikmembran eine kreisförmige Einzelelektrode als gemeinsame Elektrode angeordnet, und auf der Keramikabdeckplatte sind zwei Elektroden angeordnet, um die Fläche gleich zu machen und einen koaxialen Ring-Doppelkapazitätssensor zu bilden .
Die Mitte ist der Messkondensator Cp, der Randring ist der Referenzkondensator Cr und die Außenseite von Cr ist die feste Stützkante.Die anschließende Signalaufbereitungsschaltung verarbeitet die Druckdifferenz zwischen den beiden Kondensatoren.Das Rechteckwellen-Anregungssignal wird verwendet, um die Variation von Cp und Cr jeweils in einen Gleichspannungsausgang umzuwandeln.Der angelegte Druck wird über das Differenzsignal der beiden Ausgangsspannungen gemessen.Die Doppelkapazitätsstruktur reduziert den nichtlinearen Fehler des Sensorsystems erheblich.Wenn sich gleichzeitig die Umgebungstemperatur ändert, ist der Temperatureffekt auf sie konsistent, da die beiden Kondensatoren die gleiche Temperaturänderung spüren, wodurch der durch die Temperaturänderung verursachte Messfehler aufgehoben und die Funktion der Temperaturselbstkompensation realisiert wird.
Der keramische kapazitive Drucksensor kann aufgrund seiner Vorteile wie Korrosionsbeständigkeit, Schlagfestigkeit, keine Hysterese und starke Medienkompatibilität weit verbreitet in der Wasser-, Gas- und Flüssigkeitsdruckerkennung eingesetzt werden und eignet sich besonders für die raue Umgebung von Automobilsystemen.Mit Blick auf den aufstrebenden Anwendungsmarkt für Drucksensoren wie das Internet der Dinge und Haushaltsgeräte können die Vorteile der kapazitiven Schockfestigkeit von Keramik auf die Wasserdruckmessung von Wasserversorgungsnetzen angewendet werden, um den Wasserschlageffekt perfekt zu bewältigen.Bei Anwendungen in variablen Schnellkochtöpfen kann die flache Filmstruktur des Keramikkondensators ein Verstopfen verhindern.
② Keramischer piezoresistiver Drucksensor
Der piezoresistive Keramikdrucksensor besteht hauptsächlich aus einem Keramikring, einer Keramikmembran und einer Keramikabdeckplatte.Die Keramikmembran ist ein kraftempfindlicher elastischer Körper, und die Dickschichttechnologie wird verwendet, um eine Whiston-Brücke als Schaltkreis des Sensors zu bilden.Aufgrund der piezoresistiven (Deformations-)Wirkung des Widerstands wird das Spannungssignal erzeugt.
Der Dickschichtwiderstand ist auf der Rückseite der Keramikmembran aufgedruckt und zu einer Wheatstone-Brücke (geschlossene Brücke) verschaltet.Wenn der Druck Null ist, befindet sich die Brücke im Gleichgewicht und die Ausgangsspannung ist Null;Wenn der Druck auf die Brücke ausgeübt wird, führt die Verformung der Membran dazu, dass sich die Widerstandswerte der vier Widerstände der Brücke ändern, und die Brücke befindet sich in einem unausgeglichenen Zustand, wodurch ein Spannungssignal erzeugt wird, das sehr linear und proportional zum Druck ist proportional zur Erregerspannung.Aufgrund der piezoresistiven (Verformungs-)Wirkung des Widerstands wird ein Spannungssignal erzeugt.Das Standardsignal ist je nach Druckbereich auf 2,0/3,0/3,3 mV/V kalibriert und kann mit dem Dehnungssensor kompatibel sein.Durch die Laserkalibrierung verfügt der Sensor über eine hohe Temperaturstabilität und Zeitstabilität, der Sensor verfügt über eine Temperaturkompensation von 0 ~ 70℃ und kann mit den meisten Medien direkt kontaktiert werden.
