半导体压阻式传感器-——在液位测量上的应用课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,精品课件,*,。,任务二 半导体压阻式传感器 在液位测量上的应用,一、任务描述与分析,对一个回油槽的油位进行测量，油槽的正常油位在1.5米左右，最高为2米，油槽为敞开式结构，因为,液体的深度与产生的压力成比例,，因而可以在油槽的底部安装压力传感器来测量油位，比如安装扩散硅压力传感器,。,11/23/2024,1,精品课件,二、相关知识,什么叫压阻效应？,在半导体材料上施加一作用力时，其电阻率将发生,显著,的变化，这种现象称为压阻效应。,11/23/2024,2,精品课件,11/23/2024,3,精品课件,（二）什么是扩散硅压力传感器,利用压阻效应原理，采用三维集成电路工艺技术及一些专用特殊工艺，在单晶硅片上的特定晶向，制成应变电阻构成的惠斯顿检测电桥，并同时利用硅的弹性力学特性，在同一硅片上进行特殊的机械加工，集应力敏感与力电转换检测于一体的这种力学量传感器，以气、液体压强为检测对象，也称为,固态压阻传感器。,11/23/2024,4,精品课件,（三）压阻式传感器的结构,当r=0.635 ra时，纵向应力=0；,r0.635ra时，为负应力(压应力)；,r0.635ra时，为正应力(拉应力),11/23/2024,5,精品课件,1：高压进气口，2：低压进气口，3硅杯，4.单晶硅膜片，5：扩散硅应变片，6：扩散电阻引线，7：电极及引线，8：玻璃粘接剂，9：玻璃基板,11/23/2024,6,精品课件,压阻式固态压力传感器的隔离、承压膜片,隔离、承压膜片可以将腐蚀性的气体、液体与硅膜片 隔离开来。,11/23/2024,7,精品课件,压阻式固态 压力传感器 内部结构,信号处理电路,11/23/2024,8,精品课件,小型压阻式固态压力传感器,高压进气口,低压进气口,绝对压力传感器,11/23/2024,9,精品课件,小型压阻式固态压力传感器（续）,呼吸、透析和注射泵设备中用的压力传感器,p,1,进气管,p,2,进气管,固态压力传感器,11/23/2024,10,精品课件,小型压阻式固态压力传感器（续）,表压压力传感器,p,1,进气管,11/23/2024,11,精品课件,三、相关技能,1量程选择,根据被测压力，可以选择表压、绝压、密封式表压、差压等压力显示值，在传感器的量程选择时，首先确定压力显示类型。,2安装方式的选择,现代传感器通常已经和变送器整体化，根据现场的安装需要，可以选用投入式、法兰式、螺纹式、直杆式等安装方式的压力传感器,11/23/2024,12,精品课件,11/23/2024,13,精品课件,投入式液位计,压阻式固态压力传感器用于投入式液位计：,p,1,的进气孔用柔性不锈钢隔离膜片隔离，并用硅油传导压力而与液体相通。,11/23/2024,14,精品课件,投入式液位计外形（续）,压阻式固态压力传感器,光柱 显示器,橡胶 背压管,11/23/2024,15,精品课件,投入式液位传感器,投入式液位传感器安装方便，适应于深度为 几米 至 几十米，且混有 大 量 污物、杂质的水或其他液体的液位测量。,11/23/2024,16,精品课件,投入式液位计液位的计算：,安装高度,h,0,处水的表压,p,1,=,gh,1,h,=,h,0,+,h,1,=,h,0,+,p,1,/（,g,）,例：液位计安装高度为1m，测得压力为98kPa，求水的深度。,11/23/2024,17,精品课件,有的传感器采用较大内孔和法兰连接方式，适用于非密封场合，尤其是具有粘稠或浆状介质等特性的液体，或富含颗粒类介质的测量，不易堵塞，便于清洗。,11/23/2024,18,精品课件,螺纹式结构压力传感器一般用于封闭式压力容器中，采用差压测量方式进行液位的测量,11/23/2024,19,精品课件,3电气连接方式,11/23/2024,20,精品课件,（二）认知测量电路,1恒流源电桥电路,由于制造、温度影响等原因，传统的电桥存在失调、零位温漂、灵敏度温度系数和非线性等问题，影响传感器的准确性。为了提高测量精度，减少与补偿误差措施有三：,1.恒流源供电电桥,2.零点温度补偿,3.灵敏度温度补偿,11/23/2024,21,精品课件,电桥的输出电压与电阻变化成正比，与恒流源电流成正比，但与温度无关，因此测量不受温度的影响,11/23/2024,22,精品课件,但温度的变化，将引起,零漂和灵敏度漂移,。零漂是指扩散电阻值随温度变化，灵敏度漂移是指压阻系数随温度变化，对于温度的影响可以进行补偿。对于零位温漂，可以 串、并联电阻进行补偿；对于灵敏度温漂可以串联二极管进行补偿串联。,电阻,R,s起调零作用，并联电阻,R,P起补偿作用。,11/23/2024,23,精品课件,（三）常见的商用扩散硅压力变送器,11/23/2024,24,精品课件,自学相应内容。,11/23/2024,25,精品课件,