單晶硅壓力變送器

單晶硅壓力變送器工作原理

單晶硅壓力變送器是基于單晶硅材料的**壓阻效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)壓力信號到標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)電信號的線性轉(zhuǎn)換，本質(zhì)是 “壓力→機(jī)械形變→電阻變化→數(shù)字化電信號” 的高效傳遞過程。其核心部件為單晶硅敏感芯片，該芯片采用單晶硅晶格結(jié)構(gòu)（無缺陷、均勻性**），內(nèi)置由壓敏電阻組成的惠斯通電橋，初始狀態(tài)下電橋平衡，輸出穩(wěn)定基準(zhǔn)信號。

當(dāng)被測介質(zhì)（氣體 / 液體）通過安裝接口作用于隔離膜片，膜片將壓力均勻傳遞至單晶硅芯片，壓力驅(qū)動(dòng)芯片產(chǎn)生微米級彈性形變，引發(fā)壓敏電阻的電阻率呈線性變化，進(jìn)而打破惠斯通電橋平衡，輸出與壓力大小成正比的毫伏級微弱電壓信號。由于單晶硅的晶格穩(wěn)定性，電阻變化的線性度、重復(fù)性遠(yuǎn)優(yōu)于擴(kuò)散硅，溫漂系數(shù)低至 10??/℃，天然具備抗溫度干擾能力。

信號流轉(zhuǎn)中，微弱電壓信號經(jīng)高精度信號處理模塊，完成放大、濾波及數(shù)字化溫度補(bǔ)償（進(jìn)一步抵消環(huán)境誤差），隨后通過 A/D 轉(zhuǎn)換將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，*終輸出工業(yè)通用的 4-20mA 電流信號或 0-10V 電壓信號，部分智能型號還可通過 HART/Profibus 協(xié)議實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程校準(zhǔn)與數(shù)據(jù)傳輸。

該變送器無機(jī)械傳動(dòng)部件，依賴單晶硅的物理特性實(shí)現(xiàn)直接轉(zhuǎn)換，兼具響應(yīng)速度快（≤1ms）、測量精度高（常規(guī) ±0.02% FS~±0.1% FS）、長期穩(wěn)定性強(qiáng)的優(yōu)勢，適配高溫、高壓、寬溫域等復(fù)雜工業(yè)工況，**應(yīng)用于精密計(jì)量、高端過程控制等場景。