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[控制系统] 扩散硅压力变送器工作原理

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发表于 2019-10-6 10:05:57 | 显示全部楼层 |阅读模式

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扩散硅压力变送器由传感器和信号处理电路组成。传感器负责把工作现场待测的物理量压力信号转换成电压信号;信号处理电路负责把传感器输出的电压信号通过放大线制信号处理变换后,输出标准信号。因其测量精度高、动态响应快,接输出直流信号,线性度好,适用温度范围广,重量轻,体积小,结构简单的优点而广泛应用于各行各业。
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扩散硅压力传感器是以单晶硅为基体,采用先进的离子注入工艺和微机械加工工艺,制成了具有惠斯顿电桥和精密力学结构的硅敏感元件。被测压力通过压力接口作用在硅敏感元件上,实现了所加压力与输出信号的线性转换,经激光修调的厚膜电阻网络补偿了敏感元件的温度性能。基于单晶硅的压阻效应,在某个特定方向上用先进的加工技术制作成弹性部件,在其得当位置用集成电路工艺制作的四个阻值相等的应变电阻,连接成惠斯登电桥。
被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上(不锈钢或陶瓷),使膜片产生与介质压力成正比的微位移,当介质压力通过不锈钢隔离膜片,密封硅油传到扩散硅膜片的一侧,作用在另一侧的参考压力(大气压或密封压)它们共同作用的结果使膜片的一侧压缩,另一侧拉伸,压差使电桥失衡,输出一个与压力变化对应的信号。电路部分,惠斯登电桥采用恒流供电,目的是使输出不受温度的影响,电桥的输出信号经差分归一化放大器放大,再经V/I转成电流,该电流经过非线性校正环路的补偿,即产生与压力变化成线性关系的4-20mmADC标准信号输出。
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