XPM4压力传感器的特点及应用

大家好，我是【广州工控传感★科技】XPM4传感器事业部，张工。

XPM4传感器全钛结构和齐平膜，可保护传感器免受大多数腐蚀环境的损害。可实质性消除安装扭矩造成的零点漂移。XPM4传感元件采用经过温度补偿，由具有微机械加工硅应变片组成的惠斯通电桥结构，尤其在低量程和高频情况下可优化。

 

 

XPM4-20BS-/Z02传感器利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。 单晶硅材料受力后，电阻率发生变化，通过测量电路可以得到与力变化成正比的电信号输出。 压阻式传感器用于测量和控制压力、张力、压差和其他可转换为力变化的物理量（如液位、加速度、重量、应变、流量、真空）。

XPM6传感器是利用半导体材料的压阻效应，在半导体材料基板上通过扩散电阻制成的器件。 其基板可直接用作测量传感元件，扩散电阻在基板中以桥的形式连接。 当基板受到外力变形时，各个电阻值都会发生变化，电桥会产生相应的不平衡输出。 用作压阻式传感器的基板（或隔膜）材料主要是硅片和锗片。 由硅片制成的硅压阻传感器是越来越敏感的材料。 人们越来越重视，尤其是测量压力。 用于速度和速度的固态压阻传感器是最常见的。

 

XPM4-20BG-/Z35/L5M传感器应用，XPM4传感器广泛应用于航天、航空、航海、石油化工、动力机械、生物医学工程、气象、地质、地震测量等领域。 压力是航天航空工业中的关键参数，对静、动压力、局部压力和整个压力场的测量都要求高精度。 压阻式传感器非常适合此目的。 例如，用于测量直升机机翼的气流压力分布，测试发动机进气口的动态变形、叶栅的脉动压力和机翼的抖动等。 飞机喷气发动机的压力，采用特殊设计的硅压力传感器，工作温度达到500℃以上。 波音客机的大气数据测量系统中使用了精度高达 0.05% 的配套硅压力传感器。 在缩小尺寸的风洞模型试验中，压阻式传感器可以密集安装在风洞入口和发动机进气道模型中。

XPM4-20BG-/Z02 传感器的直径仅为 2.36 毫米，固有频率高达 300 kHz，非线性和滞后为满量程的 ±0.22%。 在生物医学中，压阻式传感器也是理想的检测工具。 已经制造出一种针型压阻式压力传感器，其扩散硅膜薄至 10 微米，外径仅为 0.5 毫米，能够测量心血管、颅内、尿道、子宫和眼内压力的传感器。 图 3 是用于测量脑压的传感器的框图。 压阻式传感器还有效地用于爆炸压力和冲击波的测量、真空测量、汽车发动机性能的监测和控制，以及测量枪膛压力和发射冲击波等武器的测量。 此外，XPM6传感器还用于油井压力测量、随钻测向定位、地下密封电缆故障点检测以及流量和液位测量。

XPM4-100BS传感器的典型特征是什么？ ①灵敏度系数是金属应变式压力传感器的50-100倍。有时，无需放大器即可直接测量压阻式传感器的输出。 ②由于采用集成电路工艺加工而成，体积小，重量轻。 ③压力分辨率高，可检测小至血压的微压。 ④频率响应好，可测量几十千赫的脉动压力。 ⑤由于传感器的力敏元件和检测元件制作在同一硅片。 ⑥由于采用半导体材料硅制成，传感器对温度更敏感。 如果不使用温度补偿，其温度误差会很大。

 

为什么 XPM4-10BA-/Z06 传感器会产生温度误差？ 如何补偿？

EXPM4-10BG-C20006传感器有两种：一种是利用半导体材料的体电阻制作粘贴应变片，形成半导体应变片传感器； 另一种是在半导体材料的衬底上使用集成电路技术。 扩散电阻构成敏感元件，称为扩散压阻式传感器。 XPM4-10BG-/L3M传感器受温度影响较大，会引起零漂和灵敏度漂移，从而产生温度误差。 在压阻式传感器中，扩散电阻的温度系数较大，电阻值随温度变化，导致传感器零漂。 传感器灵敏度的温度漂移是由压阻系数随温度的变化引起的。 当温度升高时，压阻系数变小，传感器的灵敏度降低，反之，灵敏度增加。 零温漂一般可以通过串并联电阻的方法来补偿。 通过在电桥的功率回路中串联二极管来补偿灵敏度温度漂移。 此外，压阻式传感器还可以连接四个扩散电阻组成全桥。 为减少温度的影响，可采用恒流源供电。 可以看出，电桥的输出与电阻变化成正比，即与测量值成正比，与电源电流成正比。 输出电压与恒流源电流的大小和精度有关，但与温度无关，所以恒流源具有良好的温度补偿。