Језгро за детекцију притиска

МЕМС сензори притиска су апсолутно језгро и главна струја модерне технологије сензора притиска. Они представљају револуцију у минијатуризацији, интелигенцији и ниској цени.

 

МЕМС или микро-електро{1}}механички системи се односе на минијатурне механичке и електронске системе који се производе на велико на силицијумским плочицама коришћењем процеса производње интегрисаних кола (ИЦ).

Језгро МЕМС сензора притиска је микрометарска{0}}силицијумска дијафрагма. Притисак који делује на ову дијафрагму доводи до њеног деформисања. Ова деформација мења електричне карактеристике интегрисаних сензорских елемената, а мерењем ових електричних промена може се извести вредност притиска. На основу принципа сензора, они се углавном деле на следеће типове:

• Принцип: Пиезорезистивни елементи се стварају на силиконској дијафрагми путем процеса допинга и повезују се тако да формирају Витстонов мост. Када се дијафрагма деформише под притиском, вредности отпора се мењају, што доводи до тога да мост емитује напонски сигнал пропорционалан притиску.
• Карактеристике: зрела технологија, једноставна структура, велики излазни сигнал, ниска цена. То је најчешћи и најекономичнији тип МЕМС сензора притиска. Међутим, он је осетљив на температуру и захтева температурну компензацију.

• Принцип: Силицијумска дијафрагма делује као једна плоча кондензатора, формирајући минијатурни кондензатор са другом фиксном плочом. Притисак деформише дијафрагму, мењајући растојање између две плоче, изазивајући тако промену капацитивности.
• Карактеристике: Мала потрошња енергије, висока осетљивост, добре температурне карактеристике, јака отпорност на преоптерећење. Често се користи у пољима мерења ниске{1}}напоне и ниског{2}}притиска.

• Принцип: Притисак мења напон у силиконској дијафрагми, што мења природну фреквенцију минијатурног резонантног снопа направљеног на њој. Притисак се детектује мерењем промене фреквенције.
• Карактеристике: Веома висока тачност, добра стабилност, дигитални излаз (фреквенција). Међутим, структура је сложена, цена је висока и углавном се користи у-индустријским и ваздухопловним областима високе класе.

МЕМС сензори притиска се производе на силицијумским плочицама коришћењем стандардних полупроводничких процеса (као што су фотолитографија, јеткање, дифузија, таложење танких{0}}филмова). Кључни корак је формирање шупљине и дијафрагме под притиском, типично коришћењем масовне микромашинске обраде или површинске микромашинске обраде.

У поређењу са традиционалним механичким или металним мембранским сензорима притиска, МЕМС сензори притиска имају огромне предности:

• минијатуризација:Величина може бити мала као милиметарска или чак микрометарска скала, што их чини лаким за интеграцију.
• Масовна производња и ниска цена:Произведено истовремено у хиљадама на плочицама, баш као и чипови, драстично смањујући цену по сензору.
• Висока прецизност и висока поузданост:Нема покретних делова, дуг век трајања.
• Мала потрошња енергије:Посебно погодан за преносне уређаје{0}}на батеријама.
• интелигенција:Кола за кондиционирање сигнала, микропроцесори, температурни сензори итд., могу се лако интегрисати на исти чип као и сензорска јединица, формирајући „Систем-на-чипу“ за постизање само-компензације, само-калибрације и дигиталног излаза.

Референтни притисак је вакуум. Мери притисак у односу на савршени вакуум.

Примене: висиномери, метеоролошке станице, вакуумски системи.

Референтни притисак је тренутни атмосферски притисак. Мери притисак у односу на атмосферски притисак. Обично има отвор за вентилацију у кућишту.

Примене: Монитори крвног притиска, барометри, контрола индустријских процеса (нпр. притисак у цевоводима).

Примене: Мерење протока, праћење зачепљења филтера, мерење нивоа течности.

Popularne oznake: језгро са сензором притиска, добављачи језгра са сензором притиска у Кини