Преобразователи давления являются основным элементом любого датчика давления. Датчики преобразуют изменения физических свойств, возникающие под действием давления, в электрические сигналы.
Существует несколько технологий изготовления датчиков. По текущей степени применимости они бывают: типа сопротивления растяжению, пьезорезистивного типа, емкостного типа, индуктивного типа, частотного типа. У каждого из них есть свои положительные и отрицательные стороны. В разных отраслях промышленности датчики давления с датчиком того или иного типа используются для различных измерений.
При выборе датчика для конкретного применения важную роль также играют требуемая точность измерения, измеряемая и температура окружающей среды, наличие места для регламентного обслуживания датчика, агрессивность измеряемой среды, цена. Сегодня мы обсудим керамические датчики.
Технология производства керамических датчиков
Керамические датчики были первой технологией массового производства датчиков давления. Первые произведенные керамические датчики были основаны на емкостном методе. Они были разработаны американскими компаниями в 1970-х годах для измерения давления в выпускных коллекторах автомобильных двигателей с целью контроля соблюдения экологических норм.
Позже, когда электронные манометры были внедрены в промышленность, ЖКХ и коммунальные услуги, керамические датчики оказались самыми простыми и дешевыми в производстве, что позволило технологии захватить более 60% первичного бюджетного рынка измерения давления.
За время своего развития керамические датчики претерпели множество изменений в конструкции, а с 1990-х годов доминирующей стала технология, основанная на мостовой схеме Уитстона, с напылением тензорезисторов на «тыльную» сторону ячейки.
Какие технические решения делают натяжную керамику во главе угла?
- Во-первых, была решена проблема склеивания керамического и тензометрического мостов – мосты не склеивались, как раньше, а напылялись с последующей лазерной подрезкой резисторов.
- Во-вторых, сам керамический корпус уже не спекается из порошка, а отливается — в форму заливается силиконовый компонент, который максимально точно сохраняет геометрию датчика.
- В-третьих, на датчик нанесены дополнительные резисторы для компенсации температурных погрешностей датчика в диапазоне от -60 до +125°С.
Эти технические решения расширяют область применения недорогих датчиков давления на основе керамических датчиков, позволяя минимизировать сроки серийного производства и стабильное качество керамических аккумуляторов.
