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扩散硅压力变送器的工作原理
发布时间:  2022/8/4 15:34:06

扩散硅压力变送器的工作原理


扩散硅芯体是扩散硅压力变送器工作的核心部件,其敏感元件是将P型杂质扩散到N型硅片上,形成极薄的导电P型层,焊上引线即成“扩散硅应变片",其电气性能是做成一个全动态的压阻效应惠斯登电桥。它已经和弹性元件(即其N型硅基底)结合在一起,用不着再粘贴。

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。工作原理如下图所示

扩散硅压力变送器通过把压力信号变为电信号,再由前置放大器把此电信号放大滤波,送往CPU的A/D 转换模块进行模拟量到数字量的变换。最后由CPU进行数据处理并显示及PWM输出。


被测介质的压力直接作用于传感器的扩散硅膜片上,使膜片产生与介质压力成正比的微小位移,正常工作状态下,膜片最大位移不大于0.025毫米,电子线路检测这一位移量后,即把这一位移量转换成对应于这一压力的标准工业测量信号。超压时膜片直接贴到坚固的陶瓷基体/扩散硅上,由于膜片与基体的间隙只有0.1毫米,因此过压时膜片的最大位移只能是0.1毫米,所以从结构上保证了膜片不会产生过大变形,该传感器具有很好的稳定性和高可靠性。



 
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