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壓力傳感器廠家

高溫壓力傳感器

高溫壓阻式壓力傳感器的信號干擾


發布日期:[2018-09-12]    作者:昊明壓力傳感器


近年來,硅壓阻式壓力傳感器采用MEMS技術已經由于其體積小,在商業和工業領域的廣泛應用,高精度、低成本的。此外,有越來越多的需求的高溫壓力傳感器用于在極端溫度環境,如石油勘探、化工和航空燃氣輪機燃燒控制,壓力傳感器通常必須工作在220°C或更高的。硅壓阻式壓力傳感器的高溫應用已成為當前的一個研究重點。


pn結隔離技術在壓阻式應變元件用于基于體硅生產傳統的壓力傳感器。當溫度升高時,PN結的反向漏電流增大,導致短路的元件和設備故障之間。因此,壓力傳感器的工作溫度與pn結隔離技術不超過125°C 。近年來,隨著介質隔離技術使用材料、絕緣體上硅(SOI)和寬帶隙半導體材料,SiC、GaN、壓阻式壓力傳感器的工作溫度可以達到300甚至更高的°C。然而,寬帶隙傳感器材料的微細加工技術比硅微加工技術的不成熟。進一步的發展必須在這些寬帶隙的傳感器可以成為性價比最高的產品。因此,高溫低成本的硅微壓阻式傳感器基于SOI技術的發展仍具吸引力。


相比在工業上使用的溫度范圍一般壓力傳感器,高溫壓力傳感器通常安裝在高溫壓力試驗區;它們的輸出信號被發送到數據采集通過長電纜低溫區溫度緩沖區,如圖所示圖1
高溫壓力傳感器的輸出信號
                                                                                圖1高溫壓力傳感器的應用安裝圖。
有更多的高溫熱噪聲、電磁噪聲和其他干擾因素比常規應用環境[六];因此,應更多地考慮到提高信噪比(SNR)傳感器的優化措施[中七]。然而,在長距離信號干擾是不可避免的,尤其是對壓阻式壓力傳感器的信號輸出,通常有一個小的輸出范圍(從幾十到幾百毫伏)。這種干擾對測量精度產生嚴重影響。如圖所示圖2,后5米長的電纜傳輸為100 mV的壓阻式壓力傳感器滿量程輸出,測量精度從1降低為3 %由于信號干擾。
高溫壓力傳感器輸出信號干擾對比
                                                圖2傳感器信號傳輸干擾對比圖(一直接輸出信號;()B)后5米長電纜傳輸輸出信號。
不同于一般的高溫壓力傳感器和基于SOI技術[單芯片八],該裝置與信號調理電路集成,可以將一個小信號輸出為0 V至5 V標準電壓信號輸出,可大大減少在長電纜傳輸的噪聲干擾,提高測量精度。此外,一般的后續壓力變送器裝置在電壓轉換器(圖中圖1)不需要補充,因為輸出標準信號可通過信號采集系統直接獲得,大大降低了測試系統的成本。


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