压力传感器的设计课件

1、 压力传感器 策划人：耿文飞目录产品背景和发展前景产品设计的主要内容产品系统的基本组成产品背景和发展前景 压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。压力传感器的应用相当广泛，设计起来相对简单，而且操作方便、价格便宜，适宜大规模使用，因此，本产品拥有广阔的发展前景。产品背景和发展前景1.压力传感器的发展 硅单 晶 材 料优良的压阻效应与完美的微加工技术相结合，被广泛用于制备压力传感器。这种薄膜压力传感器的发展过程可以分为四个阶段。 (l) 发明 阶 段(149

2、71906):这个阶段主要是以1497年双极性晶体管的发明为标志。此后，半导体及设备的特性得到了广泛应用。史密斯(CS.Smith)于1945年发现了硅和锗的压阻效应，即当有机械力作用于半导体材料时，其电阻发生变化。依据此原理制成的第一个压力传感器是把应变!创沮片粘在金属簿上，将力信号转化为电信号进行测量。此阶段最小尺寸大约为Icm。 (2) 荃础 技 术发展阶段(1906一197)0:为提高传感器的性能，应变片被直接扩散在硅杯的底面簿膜上。用硅杯代替金属膜，实现了金属一硅共晶体。这个阶段也是“商业和市场发展的阶段”，即把技术研究变为实际应用。此阶段最小加工线度为0.scm。产品背景和发展前景

3、 (3 )批 量加 工阶段(1907一198)0:采用选择性的各项异性的化学腐蚀加工的工艺提高膜片的性能。由于腐蚀可以在整个表面进行，因此，数百个传感器膜片可以一批加工完成。这一阶段类似于集成电路的制作。山于表面光刻技术的发展，加工尺寸十分精确，加之离子注入工艺的应用使工艺水平进一步提高。此阶段最小加工尺寸为0,2cm。 (4) 微 机械 加工阶段(1908今):微机械加工工艺适应于结构型传感器，或线度在微米级(10一6协m)范围的其他结构。利用这一技术可以加工、蚀刻微米级的沟、条、膜，标志着传感器已进入了微米阶段。此阶段标志传感器的最小尺寸为0.02cm。2. 压力传感器的研究现状 目前 ，

4、 压 力传感器技术的研究方向: 1) 开发 耐 高温的压力传感器:主要是以新型半导体材料(IS)C为膜片的压阻式力传感器为代表。zierm an，Rene和vonBerg，Jochen等人先于1997年报 导了使用单晶n型psiC材料制成的压力传感器，这种压力传感器工作温度可 达573K，耐辐射，且有较高的灵敏度;okojie，Oberts和Ned， AlexanderA等人 压强单位面积上垂直方向的压力(f)大小FA(单位面积)P =F (合力)单位 : N/m2 = paA压力的种类标准压力现以大气压为标准，以压力 0为基准，大于0为 (正压)；小于0为 (负压).延 伸 压以大气压为标准

5、，增加或减少的压力绝对压力以完全真空为标准，在完全真空下，在压力为 0时的压力.差 压两压力之间的差压而言控制输出主回路过电流保护回路负荷+V(褐色)模拟电压输出(橙色)OUT1(黑色)OUT2 (白色)0V (青色)12 - 24VDC+-1K 过电流保护回路负荷 模拟电压输出内部无保护回路. 不要超过额定电源电压. 使用模拟电压输出时，请注意与之相连仪器的阻抗；另外，要考虑配线电阻产生电压的影响。 NPN open collector 输出型 最大流入电流:100mA以下 允许电压 : 30VDC 以下, 残留电压 : 1V以下主回路过电流保护回路+V(褐色)模拟电压输出(橙色)OUT1(黑色)OUT2 (白色)0V (青色)12 - 24VDC+-过电流保护回路负荷负荷1K PNP open colletor 输出型控制输出 模拟电压输出内部无短路保护回路，不要直接连接超出电源电压。 使用模拟电压输出时，请注意配线电阻产生电阻的影响. 最大流入电流:100mA以下 允许电压 : 2V 以下面板标的设定设定scalering 值峰值保持M 按键 3秒以