Otomotiv basınç sensörleri için çözümler

Basınç sensörlerinin türleri ve özellikleri

Basınç sensörleri türleri püskürtme filmi, silikon piezoresistance, gerinim göstergeleri, safir, cam mikrofüzyon, seramik piezoresistance, seramik basınç kapasitans vb. Yerli seri üretim ağırlıklı olarak silikon piezoresistance, seramik piezoresistance, cam mikrofüzyon ve seramik basınç kapasitesi, bu tip sensörlerin özellikleri aşağıda tanıtıldı:

1. Silikon piezoresistance

LefooPiezoresistif etki ve yarı iletken malzemelerin iyi elastikiyetini kullanarak, entegre devre teknolojisi ve MEMS işleme teknolojisi ile bir silikon piezoresistif sensör geliştirilmiştir. Şu anda, minimum silikon piezoresistance boyutu 0.5*0.5mm içinde olabilir, böylece 8 inçlik bir gofret üzerinde yaklaşık 100,000 basınç sensörleri kesilebilir. Silikon piezoresistif sensör, bir tür mikro sensör olarak, küçük boyut, yüksek çıkış, düşük maliyet, güçlü aşırı yük yeteneği, güçlü anti-girişim yeteneği ve yüksek sinyal çıkış hassasiyeti avantajlarına sahiptir. Geleneksel paket genellikle pozitif bir basınç yapısını benimsediğinden, genellikle sadece bazı saf ve aşındırıcı olmayan ortamları ölçebilir ve sıcaklık kayması nispeten büyüktür. Ve tam ölçekli sıcaklık kayması 0.15% F.S/℃ 'ye ulaşabilir.

Şu anda, silikon piezoresistif basınç çekirdekleri için yaygın olarak kullanılan iki ambalaj yapısı vardır: yalıtılmamış ve izole edilmiştir. İzole olmayan tip genellikle plastik bir kabukta kapsüllenir ve silikon çipin yüzeyi silikon jel ile korunur. Bu yapı otomotiv emme manifoldu basıncı için daha uygundur, lastik basıncı ve atmosferik basıncın ölçümü, aralık ve maliyetle belirgin avantajlara sahiptir. Ayrıca, özel yapıştırıcı ile ambalajlandıktan sonra motor yağı, su ve egzoz gazı basıncını ölçmek için de kullanılabilir, ancak servis ömrü problemini çözmek zordur. Izolasyon ambalajı genellikle metal diyaframın iç yağ dolum yöntemini kullanır. Bu paketleme yöntemi motor yağı, soğutucu, yakıt, egzoz gazı vb. Gibi aşındırıcı veya kirletici ortamlar için kullanılabilir, ancak karmaşık yağ doldurma işlemi nedeniyle üretim maliyeti yüksektir, diğer sensör tiplerine kıyasla fiyat/performans oranı belirgin değildir.

Yukarıdaki iki ambalaj yöntemine ek olarak, yurtiçiBasınç sensörü üreticisiŞu anda ters bir ambalaj yapısı geliştiriyor. Bu yapı, silikon gofretin yüzeyinde devrenin korozyon ve kirlenme riskini önleyebilen silikon gofretin arkasından dielektrik ile doğrudan temas kurar. Ters paketleme işlemi olgunlaştığında, silikon piezoresistif sensör daha fazla uygulama için uygun olacaktır.

Şekil 1-1 dağınık silikon basınç çekirdeği

2. Seramik piezoresistance

Seramik direnç teknolojisi, seramik yapının yüzeyinde tstone tstone köprüsünü basmak için kalın bir film baskı işlemi kullanır ve ortamın basınç sinyalini bir voltaj sinyaline dönüştürmek için varistör etkisini kullanır. Seramik, yüksek elastikiyet, korozyon direnci, aşınma direnci, darbe ve titreşim direnci ile tanınmış bir malzemedir.

Seramiklerin ve kalın film direncinin termal kararlılığı, çalışma sıcaklığı aralığını-40 ila 135 ℃ kadar yüksek yapabilir ve elektrik yalıtımı 2kv'dir. Bu yüksek yalıtım mukavemeti, diğer sensörlerin elde etmesi zordur. Şu anda birçok yerli üretici seramik sağlıyor. Direnç basınç sensörü çekirdeği. Ancak, bu teknolojinin sinyal çıkış hassasiyeti düşüktür, aralık genellikle 500kPa ~ 10MPa ile sınırlıdır ve geleneksel içi boş yapı sadece diyaframın basıncına bağlıdır, hangi zayıf aşırı yük direnci vardır. Ölçülecek ortamın basıncı aşırı yüklendiğinde, seramik direnç sensörü diyafram kopmasına sahip olacaktır. Medya sızıntısı riski. Seramik piezoresistance, soğutucu, motor yağı ve frenlerin basınç ölçüm uygulamaları için uygundur.

Seramik piezoresistif sensör çekirdeğinin kendi sıcaklık kompanzasyonu vardır ve sıcaklık kayması 0.02% F elde edebilir. s/℃, bu nedenle çoğu uygulama için, üretim maliyetlerini azaltabilecek sıcaklık telafisi gerekmez. Genel seramik piezoresistif sensörlerin zaman kayması sorunu, daha yüksek malzeme tedariki ve üretim süreçleri gerektiren daha belirgindir.

Şekil 1-2 seramik piezoresistif çekirdek

3. Cam mikro erime

Cam mikro-erime teknolojisi, bir silikon gerinim ölçerini paslanmaz çelik yapı ile birleştirmek için yüksek sıcaklıkta sinterleme işlemi kullanır. TSilikon gerinim göstergesine eşdeğer dört direnç, bir tstone tstone köprüsü oluşturur. Paslanmaz çelik diyaframın diğer tarafında orta basınç olduğunda, paslanmaz çelik diyafram, köprünün değişmesine neden olan küçük bir deformasyon üretir ve basınç değişimiyle orantılı bir voltaj sinyali oluşturur. Cam mikro erime işlemi elde etmek zordur ve maliyet yüksektir. Ana avantajlar iyi orta tolerans ve güçlü aşırı yük direncidir. Genellikle 10MPa ~ 200MPa gibi yüksek basınç ve ultra yüksek basınç aralıkları için uygundur ve uygulaması nispeten sınırlıdır.

Cam mikro erime basınç sensörleri, dizel common rail, yükleyici hidrolik ve yakıt pompaları gibi yüksek basınçlı uygulamalarda belirgin avantajlara sahiptir. 2mpa'nın altındaki uygulamalar için maliyet avantajı yoktur. Ayrıca, cam mikro-erime basınç sensörünün sıcaklık kayması, silikon piezoresistif sensörüne eşdeğerdir ve kalibrasyon sırasında gerekli doğruluğu elde etmek için sıcaklık telafisi gereklidir.

Şekil 1-3 cam mikro eriyen çekirdek

4. Seramik basınç kapasitesi:

Seramik basınç hacmi teknolojisi, sabit bir seramik taban ve hareketli bir seramik diyafram yapısını benimser ve hareketli diyafram, cam bulamaç vasıtasıyla taban ile kapatılır ve sabitlenir. Elektrot desenleri, değişken bir kapasitör oluşturmak için ikisi arasında iç kısımda basılmıştır. Diyaframdaki ortamın basıncı değiştiğinde, iki değişiklik arasındaki kapasite değişir. Sinyal, klima çipi tarafından dönüştürülür ve şartlandırılır ve daha sonra kullanım için sonraki aşamaya çıkar.

Seramik basınç kapasitans teknolojisi geniş aralık, iyi sıcaklık özellikleri, güçlü aşırı yük kapasitesi ve iyi uzun vadeli istikrar avantajlarına sahiptir. Soğutucu, motor yağı, fren, yakıt vb. Basınç ölçümünde yaygın olarak kullanılır. Seramik basınç kapasitans çekirdeği iyi sıcaklık özelliklerine sahiptir, örneğin, 2MPa çekirdeğinin sıcaklık kayması 0.5% f'den daha iyidir. 100 ° c başına s.

Şekil 1-4 seramik basınç kapasitans çekirdeği

Yurtiçi seramik basınç kapasitans teknolojisi çok olgundur. Seramik basınç kapasitans çekirdeklerinin üretim süreci piezoresistif çekirdeklerden daha basittir ve üretim maliyeti piezoresistif 'den daha düşüktür. Şimdi seramik basınç kapasitans çekirdekleri ve seramik piezoresistif çekirdeklerin fiyatları düz olmuştur. Seramik basınç kapasitesinin doğal avantajları, yüksek güvenilirlik uygulamaları için özellikle uygun olmasını sağlar.