Sensor de pressió diferencial ressonant de silici
Un sensor de pressió diferencial ressonant de silici és un tipus de sensor de ressonància fabricat mitjançant la tecnologia de micromecanització de silici, dissenyat específicament per mesurar la diferència de pressió entre dues entrades de pressió. El seu principi bàsic és determinar el valor de pressió diferencial mesurant el canvi en la freqüència natural d'un feix ressonant de silici d'un sol-cristall.
Combina perfectament els avantatges de tres tecnologies avançades:
1. Mesura de pressió diferencial:Adequat per a aplicacions crítiques com la mesura de cabal i nivell.
2. Principi de ressonància:Proporciona una precisió i una estabilitat{0}}inigualables a llarg termini.
3. Tecnologia de silicona MEMS:Permet la miniaturització, la producció per lots i una alta fiabilitat.
Estructura i principi de funcionament
El seu nucli és una microestructura complexa fabricada en una hòstia de silici mitjançant la tecnologia MEMS.
Estructura bàsica:
- Una estructura unida de triple-capa de vidre-silici-vidre.
- Capa de vidre superior: conté forats d'entrada de pressió connectats al costat{0}}d'alta pressió.
- Capa de vidre inferior: conté forats d'entrada de pressió connectats al costat de baixa pressió-.
- Capa mitjana de silici: micromecanitzat i conté:
Diafragma de detecció: un diafragma de silici prim però robust que detecta la diferència de pressió dels dos costats.
Feixos ressonants: situats a sobre (o integrats dins) del diafragma de detecció, són estructures de feixos de silici suspesos. Normalment, hi ha dos feixos ressonants idèntics dins d'un sensor, situats al centre i a la vora del diafragma, respectivament.
Elèctrodes d'accionament i elèctrodes de captació-: s'utilitzen per excitar els feixos ressonants en vibració i detectar-ne la freqüència de vibració.
Procés operatiu:
- Aplicar pressió diferencial: alta pressió (P1) i baixa pressió (P2) actuen a banda i banda del diafragma sensor.
- Deformació del diafragma: la diferència de pressió fa que el diafragma de detecció sofreixi una minúscula deformació de flexió.
- Generació de tensions: aquesta deformació crea una distribució de tensions al diafragma:
El feix ressonant al centre del diafragma experimenta esforç de compressió.
El feix ressonant a la vora del diafragma experimenta esforç de tracció.
Canvi de freqüència:
Segons el principi de ressonància, l'esforç de compressió fa que la seva freqüència de ressonància disminueixi.
L'esforç de tracció fa augmentar la seva freqüència de ressonància.
Mesura diferencial: el sensor mesura la diferència de freqüència entre els dos feixos ressonants (Δf=f₁ - f₂).
Avantatges únics de la sortida del senyal
La sortida és la diferència entre les dues freqüències de ressonància, que ofereix avantatges importants:
Rebuig-d'errors de mode comú:
- Efectes de la temperatura:Si la temperatura augmenta, les freqüències d'ambdós feixos ressonants canvien en la mateixa direcció (p. ex., tots dos disminueixen), però la seva diferència de freqüència roman inalterada.
- Efectes de la pressió estàtica:Una pressió estàtica similar aplicada a ambdós costats afecta els dos feixos de manera similar i la seva diferència de freqüència també es manté estable.
- Precisió i resolució extremadament alta:La freqüència es pot mesurar amb una precisió extrema, donant lloc a una resolució i repetibilitat del sensor molt altes, amb una precisió que arriba al ±0,075% o fins i tot més.
- Inherentment digital:La sortida és un senyal de freqüència, que ofereix una gran capacitat anti-interferències i és fàcil de processar per als sistemes digitals.
Etiquetes populars: sensor de pressió diferencial ressonant de silici, proveïdors de sensors de pressió diferencial ressonant de silici de la Xina
