Навігація
Головна
НАПІВПРОВІДНИКОВІ ЕЛЕМЕНТИ Й ОСНОВИ МІКРОЕЛЕКТРОНІКИНапівпровідникові діодиДатчики диму і тривожної сигналізаціїКласифікація датчиківНапівпровідники
Датчики диму і тривожної сигналізаціїКласифікація датчиківСила тиску рідини на плоску стінку довільної формиДія різких змін атмосферного тискуДатчики прискорення
 
Головна arrow БЖД arrow Нагляд та контроль у сфері безпеки
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Напівпровідникові датчики

В даний час одним з найбільш динамічно розвиваються напрямків в галузі елементної бази вимірювальних систем є розробка напівпровідникових датчиків. Удосконалення напівпровідникових технологій відкриває нові можливості для мініатюризації компонентів і реалізації інтегрованих рішень для широкої номенклатури виробів. Це призводить, з одного боку, до здешевлення датчиків, а з іншого - робить їх більш зручними і простими у використанні.

В даний час використовується широкий спектр напівпровідникових датчиків. Це датчики тиску і прискорення, спеціалізовані мікросхеми датчиків диму і тривожної сигналізації, датчики зображення. Також йде робота по створенню нових продуктів, наприклад, нещодавно був представлений безконтактний датчик об'єму, здатний за вимірюваннями в слабкому електричному полі будувати тривимірний образ об'єкта.

Датчики тиску

Напівпровідникова технологія дозволила створити пружний елемент датчика тиску у вигляді кремнієвої діафрагми, безпосередньо на яку методом іонної імплантації впроваджують тензорезистивні структуру. Зчеплення тснзорсзістора і кремнієвої мембрани на молекулярному рівні дозволяє виключити похибки, пов'язані з передачею деформації від пружного елемента до тензорезисторами.

Основним класифікаційним ознакою для поділу датчиків на групи є ступінь інтеграції. Розрізняють такі типи датчиків:

• некомпенсовані датчики;

• Термокомпенсірованний і калібровані датчики;

• інтегровані датчики;

• медичні датчики.

Термокомпенсірованний і калібровані датчики включають також термістори для корекції температурної похибки нуля і чутливості датчика, а також додаткові підганяльні резистори, опору яких у процесі виробництва підлаштовуються лазером для мінімізації розкиду нульового зсуву і чутливості датчиків від зразка до зразка.

У схему датчиків, які називаються інтегрованими або датчиками зі стандартним вихідним сигналом, введено додатковий підсилювач, який призводить вихідна напруга датчика до стандартного вхідного діапазону інтегральних аналого-цифрових перетворювачів (ЛЦП).

Медичні датчики за ступенем інтеграції можна було б віднести до Термокомпенсірованний датчикам, але вони виділені в окрему групу, оскільки їх тип корпусу, робочий і температурний діапазони відповідають спеціальним медичним додаткам.

По виду вимірюваного тиску розрізняють абсолютні (для вимірювання абсолютного тиску), диференціальні (для вимірювання різниці тисків), відносні (для вимірювання надлишкового тиску над атмосферним) і вакуумні датчики (для вимірювання ступеня розрідження).

Датчики тиску поділяють також за типами корпусів, в які упаковуються чутливі елементи. Чутливий елемент приклеєний до внутрішньої поверхні корпусу і захищений спеціальним гелем, який рівномірно передає тиск на мембрану і в той же час ізолює висновки чутливого елемента від зовнішнього середовища (рис. 6.5).

Конструкція базового корпусу

Рис. 6.5. Конструкція базового корпусу

Крім базового корпусу, широко поширені і інші типи корпусів, призначені як для монтажу на поверхню, так і для пайки в отвір. Корпуси медичних датчиків виконуються із спеціальних нетоксичних, неаллергічних матеріалів, придатних для дезінфекції і минулих необхідні медичні тести. Крім чотирьох або трьох (у датчиків зі стандартним вихідним сигналом) робочих висновків корпусу датчиків мають додаткові технологічні висновки, які використовуються під час лазерної підгонки внутрішніх резисторів.

Датчик з диференціальним чутливим елементом може бути диференціальним, відносним або вакуумним залежно від типу використовуваного порту. Диференціальний датчик має два введення для подачі середовища з обох сторін мембрани. Відносний датчик має один введення для подачі середовища з боку більшого тиску Р 1 і отвір в корпусі , через яке навколишнє повітря вільно надходить з іншого боку мембрани. Вакуумний датчик, навпаки, має введення з боку меншого тиску Р 2.

Датчики тиску мають лінійну характеристику перетворення зі зміщенням нуля. Для виключення помилок, пов'язаних з розкидом номінальних значень початкового зсуву і чутливості, в вимірювальному пристрої мають бути передбачені кошти калібрування датчиків.

Складовими похибки датчиків тиску є нелінійність, гістерезис при зміні температури і гістерезис при зміні тиску, температурний дрейф початкового зсуву і чутливості. Інерційність у всіх типів датчиків характеризується часом відгуку на стрибок вхідного сигналу 1 мс і часом, необхідним датчику, щоб увійти в робочий режим після включення живлення - 20 мс.

Більшість датчиків тиску призначені для роботи в сухому повітрі. В даний час простежується тенденція подальшої мініатюризації датчиків тиску. Найближчим часом очікується поява датчиків, які об'єднують в собі функції вимірювання тиску і температури. Вони орієнтовані на застосування в системах контролю тиску в шинах.

Датчики тиску використовуються в автомобільній і авіаційній техніці, наприклад, для побудови індикаторів рівня палива, в альтиметр, вимірниках тиску масла, вимірниках тиску повітря в шинах; в медицині для побудови тонометрів і спірометрів; на виробництві на основі датчиків тиску будуються, наприклад, рівнеміри, барометри, пристрої контролю якості повітряних фільтрів; датчики тиску застосовуються також у побутових пилососах, пральних машинах і навіть при створенні електронних ударних інструментів.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
data-override-format="true" data-page-url = "http://stud.com.ua">

Cхожі теми

НАПІВПРОВІДНИКОВІ ЕЛЕМЕНТИ Й ОСНОВИ МІКРОЕЛЕКТРОНІКИ
Напівпровідникові діоди
Датчики диму і тривожної сигналізації
Класифікація датчиків
Напівпровідники
Датчики диму і тривожної сигналізації
Класифікація датчиків
Сила тиску рідини на плоску стінку довільної форми
Дія різких змін атмосферного тиску
Датчики прискорення
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук