陶瓷电容器压力传感器的典型应用|manbext体育官网

本文摘要:但是,该技术的信号输入灵敏度低,量程一般限定版为500kPa~10MPa,而且是通常的中空结构,用膜片受到压力,外用短路能力差,被测量介质的压力短路时,陶瓷电阻传感器膜片的龟裂玻璃扰流器技术采用高温工作工艺,融合硅应变计和不锈钢结构。

陶瓷电容器

压力传感器是传感器中的小门类,普遍应用于汽车、工业、物联网等领域,陶瓷电容器作为压力传感器的主要技术路线之一,具有耐腐蚀、耐冲击、介质兼容性好的优点。说明了陶瓷电容器的原理和典型应用,供压力传感器工程人员参考。

常用压力传感器技术类型的压力传感器一般用作传感器脆弱器件所处的气体或液体气氛的压力测量,一般将系统提供给系统主单元,构建系统准确地控制压力传感器是传感器的许多门类一般的压力传感器与传感原理有所区别,主要是-硅压技术-陶瓷电阻技术-玻璃扰流技术-陶瓷电容器技术硅压技术由半导体的压电电阻特性构筑,半导体材料的压电电阻特性各不相同的材料种类该技术可以用半导体工艺构建,具有尺寸小、产量低、成本低、信号输入灵敏度高等优点。不足之处主要反映在介质耐性程度低、温度特性劣化和多年稳定性好等方面。多见于中高压范围,例如5kPa~700kPa。业界也有通过充油背压等PCB这样的工艺提高硅压技术的介质耐性的方法,但没有大幅度削减成本等问题。

陶瓷电阻技术采用厚膜印刷技术将惠斯通电桥印刷在陶瓷结构的表面上,利用压敏电阻效应将介质的压力信号转换为电压信号。陶瓷电阻技术具有成本高、工艺非常简单等优点,目前国内很多制造商都取得了陶瓷电阻压力传感器核心。但是,该技术的信号输入灵敏度低,量程一般限定版为500kPa~10MPa,而且是通常的中空结构,用膜片受到压力,外用短路能力差,被测量介质的压力短路时,陶瓷电阻传感器膜片的龟裂玻璃扰流器技术采用高温工作工艺,融合硅应变计和不锈钢结构。硅应变计的等效4个电阻构成惠斯登电桥,当不锈钢膜片的另一侧有介质压力时,不锈钢膜片产生微小的应力,电桥发生变化,构成与压力变化成比例的电压信号。

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玻璃扰流板工艺构筑的玩耍性小,成本高。主要优点是介质耐性好,外用短路能力强,一般限于高压和超高压范围,例如10MPa~200MPa,应用更有限。陶瓷电容器技术使用固定式陶瓷底座和铰链陶瓷膜片结构,可动膜片用玻璃浆料等与底座密封相同。通过在两者之间印刷电极图案构成可变电容,当承受膜片的电介质压力变化时,两者之间的电容变化,经由烹调芯片切换该信号展开进行烹调后,输入到后段使用。

陶瓷电容器技术具有成本高、量程范围长、温度特性好、均匀性、多年稳定性好等优点。从国际上来看,它广泛应用于汽车和工业过程控制等领域,分别以美国森萨塔和瑞士E H为代表。由于电容信号与电阻信号不同,所以对信号处理电路的拒绝较高,传感器设计时必须协同考虑电容和信号调整芯片ASIC。

国内目前只有苏州纳米核微电子股份有限公司需要同时获得整合两者的原始解决方案。陶瓷电容器压力传感器的产品设计陶瓷电容器芯的健康诊断力原理典型的陶瓷电容器压力传感器芯是密封量规结构,由陶瓷基座、可变膜片和中空密封腔三部分构成,受压面由可变膜片
图1 :陶瓷静电容量压力传感器受压前剖视图2 :陶瓷静电容量压力传感器受压后剖视图典型的陶瓷静电容量压力传感器密封结构为了确保气密性,在陶瓷静电容量压力传感器的产品设计种类中密封o形环或垫圈其中,o型圈不具备优异的线性密封特性,因此具有受压范围比密封垫片(一般推荐密封垫片在2MPa以内)长等优点。自由选择o型圈的尺寸、材质、硬度等参数会直接影响最终压力传感器的产品性能,因此必须融合可调整尺寸、被测量介质类型、工作温度范围等因素,综合考虑后选型。压力传感器中罕见的o型环材料有三元乙丙橡胶(EPDM )、氢化丁腈橡胶(HNBR )、硅橡胶(QM )、氯丁橡胶(CR )、氟橡胶(FKM )、氟橡胶(MFQ )等。

图3 :典型的o形圈材料的温度范围(source:Parker )一般来说,汽车空调的压力传感器使用HNBR或CR材料的o形圈,油压力传感器使用氟橡胶等。汽车空气制动压力传感器可以使用硅橡胶材料的o形圈。即使是同样种类的材料,各制造商也可以通过同样的配合和单体处理,扩大温度范围。同一传感器可能不存在多种附加材料,因此明确使用时,请与o型圈制造商协商确认后,自由选择合适的o型圈材料和品牌,展开传感器结构设计。

陶瓷电容器压力传感器的一般密封结构如下图右图:图4 :陶瓷电容器的典型密封结构图像压力传感器组装完成后,陶瓷电容器底部必须与金属壳体保持一定的距离(上图的间隙)。一般的陶瓷电容器压力传感器能承受负压,因此只拥有o型圈槽的外圈,降低了加工的游隙性。通过控制上图的阶梯差一和o形圈槽底的高度劣化,控制o形圈传输量。台阶2和o形环槽底包括o形环槽,必须在o形环组装方位展开限定版,另外在o形环槽的槽顶展开回合,防止o形环受到压力后,用壳体切断,在o形环槽底回合,降低组装变形。

特性

陶瓷电容器压力传感器的典型应用陶瓷电容器压力传感器由于耐腐蚀、耐冲击、无延迟、介质兼容性强等优点,可以广泛应用于水、气、液多种介质的压力检查,特别是在适合汽车系统的危险环境下工作。物联网和家电等压力传感器的新应用在市场上,陶瓷电容器的耐冲击性优势可以应用在供水管网的水压测量中,压力煮对极能适应水锤效应的星型压力的应用在陶瓷电容器平。

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