當前國際上主流的高穩(wěn)定性壓力變送器和差壓變送器主要有金屬電容式、單晶硅諧振式和單晶硅電阻式三種類型，昌暉儀表在本文對市場上這三種主流的壓力變送器技術做介紹。
金屬電容式壓力變送器技術
金屬電容式壓力變送器技術是第一種，以美國工廠研發(fā)和生產的3051金屬電容式壓力/差壓變送器為代表。它的工作原理為：外界壓差傳遞到內部的金屬電容極板，當極板發(fā)生位移后即產生電容量的變化，將這種電容量的變化通過電子電路收集、放大和軟件補償處理后，就得到壓力信號的線性輸出。金屬電容式傳感器技術由20世紀80年代開始就引入中國大陸以后，在國內得到了大規(guī)模的使用和推廣。國內儀表制造商經過多年的研究和探索，至21世紀初多數(shù)廠家開始將這種變送器進行了小型化處理，體積大幅縮小，并且由模擬電路逐漸轉變?yōu)榱藬?shù)字電路，最終實現(xiàn)準確度等級從0.5級提升到了0.1級，但這種改進沒有根本性改變傳感器的結構。后來美國羅斯蒙特工廠生產的新系列變送器，在原型號的基礎上進行了改進，實現(xiàn)了結構隔離、懸浮、電路可靠性提升等大量的實質性改進，其測量穩(wěn)定性較高，但是由于傳感器采用的是金屬電容結構件，其測量回差、靜壓性能上存在著一定的限制。
單晶硅諧振式壓力變送器技術
單晶硅諧振式壓力變送器技術是第二種，是由日本橫河工廠研發(fā)和生產的單晶硅壓力、差壓變送器為代表。其工作原理為：外界壓差傳遞到內部的單晶硅諧振梁，諧振梁在壓力的作用下產生了一對跟隨壓力變化的差動的頻率信號，將這對差動的頻率信號通過電子電路收集、放大和軟件補償處理后，就得到壓力信號的線性輸出。日本單晶硅諧振式變送器技術，較之美國電容式傳感器其生產過程中的制造成本控制有一定的優(yōu)勢。主要的優(yōu)勢體現(xiàn)在溫度和靜壓補償環(huán)節(jié)中，即：雙諧振回路的原始差動信號輸出，而此差動信號不受溫度和靜壓的影響。因此，對于變送器的溫度零位補正操作較為簡便。但是由于放棄了對量程下的溫度補償，因此其量程精度略受影響。代國內川儀橫河生產的EJA系列變送器就屬于這種技術。
單晶硅電阻式壓力變送器技術
單晶硅電阻式壓力變送器技術是第三種，以德國、瑞士制造為代表的單晶硅電阻式壓力、差壓變送器為代表，也是目前昌暉儀表制造有限公司壓力變送器采用的技術，其單晶硅壓力變送器工作原理為：外界壓差傳遞到內部的單晶硅全動態(tài)的壓阻效應惠斯頓電橋。惠斯頓電橋在壓力的作用下產生一個跟隨壓力變化的電壓信號輸出，將這個電壓信號通過電子電路收集、放大和軟件補償處理后，就得到壓力信號的線性輸出。
這種單晶硅電阻式傳感器的輸出靈敏性高、信號量大、回差極小，并且電路設計較為簡潔可靠。因此，國際上較多變送器制造廠商優(yōu)先采用此方案進行高端變送器的研發(fā)和制造。較之金屬電容式傳感器和單晶硅諧振式傳感器，單晶硅電阻芯片的應用具有較為特殊的工藝要求，主要表現(xiàn)在 硅芯片的無應力封裝技術和硅薄膜的單向過載保護技術方面。
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