用微机械加工技术制造的典型产品是硅微型压力传感器。这类产品在美国、日本和欧洲都已经形成产业,近些年发展很快,主要应用在汽车工业和医疗保健领域。
特点:小、轻、可靠、成本低
硅微型压力传感器的特点是体积小、重量轻、没有活动部件、可靠性高,而且能大规模生产,所以造价低。
高可靠性加上低成本,正好契合汽车工业对传感器的要求,因此在汽车领域的应用迅速扩展。
汽车上的应用
具体到部位,自动刹车系统的压车面压力、轮胎压力、气囊压力、传动系统流体压力、注入系统流体压力、注入燃料压力、发动机机油压力、进气管道压力,都能看到硅微型压力传感器。
医疗保健上的应用
硅微型压力传感器在医疗保健领域应用最多的产品是血压监视器。有资料显示,一些大型医疗设备制造商每年要使用近 500 万只压力传感器。此外,妇女难产时监控子宫压力、静脉注射时监控药液流动等场合用的传感器,同样有相当数量的市场需求。其它医疗保健方面的应用也在持续开发中。
两类主流结构
硅微型压力传感器基本上分成两类:电容式和压阻式。
电容式:内部有一个薄膜,作为可变空气电容器的一个极板。当薄膜承受压力时产生位移,电容值随之改变,通过相应的电路处理就能得到压力值。
压阻式:利用硅材料承受压力时会产生电阻变化的原理制成,一般把 4 个硅应变电阻构成惠斯通电桥来测量压力。这种结构在工业现场更常见。
选型提示
两类结构各有侧重:电容式对微小的压力变化更敏感,压阻式的输出线性度和批量一致性更容易保证。具体选哪种,要看测量范围、精度要求和整体成本。
安装使用要点
- 取压方式:气体介质取压口开在管道顶端,液体介质开在侧面,避免杂质或冷凝液堵住引压通道。
- 过压保护:硅微结构膜片很薄,耐过载能力有限,管路里存在压力冲击时要加缓冲或阻尼装置。
- 温度影响:硅压阻式存在温度漂移,精密测量场合要选带温度补偿的型号。
- 防堵防潮:引压口长期使用会积垢,接线入口要做好密封防水。
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