1. 单晶硅谐振式传感器
由单晶硅谐振式传感器上的两上H形的振动梁分别将差压、压力信号转换成频率信号,送到脉冲计数器,再将两频率之差直接传递到CPU进行数据处理,经D/A转换器转换为与输入信号相对应的4~20mADC的输出信号,并在模拟信号上叠加一个BRAIN/HART数字信号进行通信。 膜盒组件中内置的特性修正存贮器存贮传感器的环境温度、静压及输入/输出特性修正数据,经CPU运算,可使变送器获得优良的温度特性和静压特性及输入/输出特性。 通过I/O口与外部设备(如手持智能终端BT200或275以及DCS中的带通信功能的I/O卡)以数字通信方式传递据,即高频2.4kHz(BRAIN协议)或1.2kHz(HART协议)数字信号叠加在4~20mA信号线上,在进行通讯时,频率信号对4~20mA信号不产生任何的影响。
1、 结构原理单晶硅谐振传感器的核心部分,即在一单晶硅芯片上采用微电子机械加工技术(MEMS),分别在其表面的中心和边缘作成两个形状、大小完全一致的H形状的谐振梁(H型状谐振器有两个振梁),且处于微型真空腔中,使其即不与充灌液接触,又确保振动时不受空气阻尼的影响。
2、 谐振梁振动原理 硅谐振梁处于由永久磁铁提供的磁场中,与变压器、放大器等组成一正反馈回路,让谐振梁在回路中产生振荡。
3、 受力情况 当单晶硅片的上下表面受到压力并形成压力差时将产生形变,中心处受至压缩力,边缘处受到张力,因而两个形状振梁分别感受不同应变作用,其结果是中心谐振梁受压缩力而频减少,边侧谐振梁因受张力而频率之差对应不同的压力信号。
EJA优良性能 1、 优良的温度影响特性 2、 优良的静压影响特性 3、 优良的单向过压特性
EJX系列产品: 是采用单晶硅传感器的高品质的电子差压变送器,适用于液体、气体或蒸汽的流量以及液位、密度和压力测量。可以通过内藏显示表或BRAIN协议或HART通讯协议显示其静压。还具有快速响应、通讯协议远程设定、自诊断功能以及任选高/低压力报警状态输出功能等特征。可提供FF现场总线型。 EJX系列标准配置具有TUV认证。除FF现场总线型外都适用于SIL2场合。
2. 单晶硅谐振式传感器原理图
压力传感器工作原理 1 、应变片压力传感器原理 力学传感器的种类繁多,如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。
电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D 转换和CPU )显示或执行机构。2 、陶瓷压力传感器原理 陶瓷压力传感器 压力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片产生微小的形变,厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面,连接成一个惠斯通电桥(闭桥),由于压敏电阻的压阻效应,使电桥产生一个与压力成正比的电压信号。3 、扩散硅压力传感器原理 工作原理: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,使传感器的电阻值发生变化, 用电子线路检测这一变化,并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。4 、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,具有良好的计量特性。5 、压电压力传感器原理 压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英(二氧化硅)是一种天然晶体,压电效应就是在这种晶体中发现的,在一定的温度范围之内,压电性质一直存在,但温度超过这个范围之后,压电性质完全消失(这个高温就是所谓的 “居里点”)。由于随着应力的变化电场变化微小(也就说压电系数比较低),所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。
3. 晶体谐振电路
主板晶体的作用概括的说就是产生原始的时钟频率,这个频率经过频率发生器放大或缩小后就成个主板上各种不同的总线频率。晶振可以分为4类,时钟晶振,实时晶振,网卡晶振,声卡晶振。
时钟晶振为14.318MHz,这个晶振与时钟产生电路(时钟发生器或时钟芯片ICS)相连,为主板产生基准时钟频率。实时晶振的频率为32.768KHz,是一个RTC时钟,是系统时间的基准时钟,在上电之前,为南桥提供工作所需的时钟。
晶振按种类可以分为无源晶振和有源晶振,无源晶振就是没有就是单纯一个晶体谐振器谐振器,没有振荡电路的部分,无源晶振并不是真正的振荡器 。
4. 硅谐振压力传感器
压力传感器是一种常用的检测仪器,一般是由过程连接元件、测量电路以及差压元件传感器组合而成,产品被广泛用于工业、治金、电力、石油、化工等领域中。今天主要来介绍几种常用的压力传感器产品类型,希望可以帮助到大家。
· 陶瓷压力传感器 ·
这种传感器是具有抗腐蚀性的,它没有经过液体的传递,所受到的压力是直接地作用在传感器陶瓷膜片的前表面上的,这时候,陶瓷膜片就会形成很微小的形变,而厚膜电阻则是印刷在膜片的背面上的,这样就可以连接成为一个惠斯通电桥。根据压敏电阻的压阻效应,可以让电桥形成一个具有高度线性的电压信号,它跟激隔爆温度变送器励电压成正比关系、跟压力也成正比关系。而标准的信号是以压力量程的不同为依据标定的,它能够跟应变式传感器互相兼容。根据激光标定,传感器的时间稳定性和温度稳定性都很高,它的自带温度补偿范围是0到70℃,它还能够跟很多的介质直接接触。
· 蓝宝石压力传感器·
它是根据应变电阻式的原理而工作的,它的计量特性是很好的,因为利用了硅- 蓝宝石这个搭配作为半导体敏感元件。蓝宝石的绝缘特性和弹性都很好;而且蓝宝石的硬度很高,比硅还要坚固,因此用户不需要害怕它发生形变;蓝宝石系的组成是单晶体绝缘体元素,因此它不会发生蠕动、疲劳以及滞后的现象。所以,利用硅- 蓝宝石这个搭配作为半导体敏感元件的话,温度对它测量的影响就变得很小了,就算是在很高温的环境中,它的工作特性还是可以保持得很好的,而且,蓝宝石还具有很强的抗辐射作用。利用了这个敏感元件,可以大大地确保了产品的成品率、提高了测量的重复性以及简化了制造的工艺。利用了硅- 蓝宝石作为半导体敏感元件的变送器以及压力传感器,无论在多恶劣的环境中都是可以正常地工作的,它的性价比高、温度的误差很小、精度很好以及可靠性高。
·应变片压力传感器·
这种传感器的种类有很多,电容式、谐振式、电感式、电阻应变片以及压阻式等等,但是以压阻式使用最为广泛的,它具有比较好的线性、比较高的精度以及比较低的价格。
5. 单晶硅传感器原理
自发传感器分很多子类:
(1)、原电池型气体传感器(也称:加伏尼电池型气体传感器,也有称燃料电池型气体传感器,也有称自发电池型气体传感器),他们的原理行同我们用的干电池,只是,电池的碳锰电极被气体电极替代了。
(2)、恒定电位电解池型气体传感器,这种传感器用于检测还原性气体非常有效,它的原理与原电池型传感器不一样,它的电化学反应是在电流强制下发生的,是一种真正的库仑分析的传感器。
(3)、浓差电池型气体传感器,具有电化学活性的气体在电化学电池的两侧,会自发形成浓差电动势,电动势的大小与气体的浓度有关。
(4)、极限电流型气体传感器,有一种测量氧气浓度的传感器利用电化池中的极限电流与载流子浓度相关的原理制备氧(气)浓度传感器,用于汽车的氧气检测,和钢水中氧浓度检测。