传感器最是要求数据的准确,怎么样才能做到数据的准确呢?这时,很多人会用蓝宝石压力传感器。那么蓝宝石压力传感器的原理是什么呢?有什么独特的优点?新利18国际娱乐将为您详细介绍。
蓝宝石压力传感器利用应变电阻式工作原理,采用硅-蓝宝石作为半导体敏感元件,具有的计量特性。
蓝宝石由单晶体绝缘体元素组成,不会发生滞后、疲劳和蠕变现象。蓝宝石比硅要坚固,硬度更高,不怕形变蓝宝石有着非常好的弹性和绝缘特性(1000OC以内),因此,利用硅-蓝宝石制造的半导体敏感元件,对度变化不敏感,即使在高温条件下,也有着很好的工作特性,抗辐射特性极强。
另外,硅-蓝宝石半导体敏感元件,无p-n漂移,因此,从根本上简化了制造工艺,提高了重复性,确保了高成品率。用硅-蓝宝石半导体敏感元件制造的压力传感器和变送器,可在最恶劣的工作条件下正常工作,并且可靠性高、精度好、温度误差极小、性价比高。
蓝宝石压力传感器和变送器由双膜片构成:钛合金测量膜片和钛合金接收膜片,而印刷有异质外延性应变灵敏电桥电路的蓝宝石薄片,被焊接在钛合金测量膜片上。
被测压力传送到接收膜片上(接收膜片与测量膜片之间用拉杆坚固的连接在一起)。在压力的作用下,钛合金接收膜片产生形变,该形变被硅-蓝宝石敏感元件感知后,其电桥输出会发生变化,变化的幅度与被测压力成正比。传感器的电路能够保证应变电桥电路的供电,并将应变电桥的失衡信号转换为统一的电信号输出(0-5,4-20mA或0-5V)。在绝压压力传感器和变送器中,蓝宝石薄片,与陶瓷基极玻璃焊料连接在一起,起到了弹性元件的作用,将被测压力转换为应变片形变,从而达到压力测量的目的。
蓝宝石压力传感器的优点
1、耐热性好、弹性强度高、绝缘性好(工作温度高)
蓝宝石是单晶体铝氧化物,是所有氧化物晶体中最硬的,是理想的绝缘体。它具有十分优良的耐高温化学惰性、电敏感性和绝缘性。蓝宝石利用自身原子外延的方式,形成纯净的单晶结构。由于在1000℃的温度范围内,蓝宝石是理想的绝缘体。因此,硅电阻敏感电桥电路的压敏电阻即使在最高温度下,也不会发生短路。
2、异质外延式硅应变电阻没有p-n结,且为均质搀杂(绝缘阻抗高)
为适应高温条件下的使用,不采用金丝作为电路触点,因为金丝在200℃的温度下,会同硅形成易熔质,所有硅接点都采用铝制。同时,在500℃的范围内,硅(选用很强的合金硅)并不改变自身的弹性特点。将蓝宝石熔焊在钛合金上,必须在850℃左右的温度范围下进行,这就使得钛合金在高温状态下依然具有很好的工作特性。因此,所有使用SOS(蓝宝石上的硅)结构制成的传感器可以在不高于350℃(敏感元件在此温度也是如此)和500℃的温度条件下工作。
3、可将蓝宝石牢固地焊接在金属和陶瓷上(结构多样化)
使用双耐高温钛合金膜片和硬杆连接传感器时,传感器内部硅-蓝宝石敏感元件处于低温区,大大低于介质温度。所以使钛/硅-蓝宝石传感器可以适应高温环境条件下工作。
以上就是关于蓝宝石压力传感器应用的详细介绍,这种传感器的可靠性,准确性较高,应用在很多特殊行业里。