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板载压力传感器的优势及选型注意事项

科技观察员 来源:allaboutcircuits 作者:Craig Sanderson 2022-04-28 17:00 次阅读

了解板载压力传感器的优势以及选择它们时的注意事项。

许多应用需要能够提供极高准确度的超低压传感器,包括各种设计,如医用呼吸机和用于建筑节能的可变风量(VAV)控制系统。越来越多的工程师转向板载压力传感器来解决空间有限和可靠性等常见问题。

板载压力传感器的优势

板载压力传感器已成为工程师处理需要低压、高精度传感器的应用的热门选择。这些紧凑型传感器可以轻松安装在PCB(印刷电路板)上,从而可以直接集成到电子组件中。

它们紧凑的占地面积解决了空间限制,并且它们利用对压力变化(包括绝压、差压和表压)高度敏感的微结构,从而可以获得准确的超低压读数。

此外,板载压力传感器的设计意味着它们是节能的。

高精度、超低压传感器的医疗应用

需要高精度、超低压传感器的医疗应用包括:

血液透析机

呼吸机

麻醉机

睡眠呼吸暂停机

医学化学

在血液透析机中,当血液接近人工肾并调节流入和流出患者的血流时,血液透析机依靠这些压力传感器来调节混合罐中的压力。

或者在呼吸机中,它们有助于监测患者的呼吸并检测它是否突然恶化,除了检测是否存在堵塞的过滤器。高精度压力传感器在麻醉机中也有类似的用途,因为它们测量来自和来自患者的空气和氧气的压力,以确保它永远不会超过安全水平。

总而言之,在医学化学中,高精度压力传感器用于化学分析仪。例如,压力传感器与移液器一起使用,以吸取正确数量的液体,检测小瓶是否放错位置,确认没有吸入空气,并识别是否存在障碍物。其他应用包括流式细胞仪、分子检测和其他类别的自动化实验室检测设备。

其他应用

建筑节能也需要超低、高精度的压力传感器,例如监测与过滤器相关的压力,以便在更换时进行优化,以及确定过滤器是否堵塞或丢失。高精度压力传感器可用于与打开的窗户相关的压力变化,以便可以自动改变气流或调整窗户位置。

它们还集成到VAV系统中,以确保整个建筑物的气流平衡。超低、高精度压力传感器还可用于流量校准器、气动控制、气体流量仪表、气相色谱和气压计等。

所有这些应用都直接适合使用板载压力传感器解决方案。

选择板装式压力传感器时的注意事项

选择板载传感器涉及通常与压力传感器有关的设计选择(例如,工作压力范围、环境温度、介质类型)。然而,要从板载产品线中选择最合适的高精度、超低压传感器,需要更深入地探索一些考虑因素。

压力范围和爆破压力

在某些应用中,就最高压力以及爆破压力的潜在问题而言,压力范围可能存在相当大的不确定性。包括高工作压力(与校准压力范围相反)的范围可以允许超低压传感器连续暴露在校准范围以上的压力下而不会造成伤害。当与高爆破压力相结合时,可以简化系统设计过程,减少潜在的系统停机时间,并提高系统的整体可靠性。

准确性

有三种基本类型的误差会影响压力传感器的精度:压力非线性、滞后和不可重复性。极其严格的精度,通常以FSSBFSL(满量程,最佳拟合直线)来衡量,可以提高系统效率,降低客户的校准要求,使软件开发更加简单,并最大限度地减少系统设计。

总误差带

TEB(总误差带)考虑了与精度以及偏移、FSS(满量程)、偏移热效应、跨度热效应和热滞后相关的误差——在整个补偿温度范围内。对于提供准确、可靠和可重复读数的高精度压力传感器,必须考虑TEB。

除了提高整体系统精度之外,依赖TEB还有其他好处。选择具有低TEB的板载高精度压力传感器还支持最小的部件间精度变化,从而增强传感器的可互换性。最后,具有小TEB的压力传感器减少了制造时间和成本,因为每个传感器都不需要单独校准和测试。

稳定

稳定性对整体系统性能很重要,有助于最大限度地减少校准需求。它还通过最大限度地减少维修或更换传感器的需要来支持整个系统的正常运行时间。对于关键任务应用程序尤其如此,例如影响健康和福祉的应用程序。

能源效率

由于多种原因,与板载压力传感器相关的功耗非常重要,包括它们对整体系统性能的贡献。此外,许多高精度、低压传感器的应用必须是便携的,而且低功耗可以延长电池寿命。更好的是产品线包括一个可选的睡眠模式,以进一步降低功率要求。

湿度敏感度1级

满足IIPC/JEDECJ-STD-020D.1湿度敏感度1级要求的压力传感器使回流焊连接和/或修复过程更加安全,无需长时间烘烤。这使用户可以避免在回流过程中经常发生的所有常见的机械和热损伤,并支持精益制造,因为结果既稳定又在回流过程后很快就可以使用。此外,满足与湿度敏感度相关的严格标准还支持正确存放时无限的车间寿命。

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