חיישן לחץ דיפרנציאלי תהודה סיליקון

חיישן הפרש לחץ תהודה סיליקון הוא סוג של חיישן תהודה המיוצר בטכנולוגיית מיקרו-עיבוד סיליקון, שתוכנן במיוחד למדידת הפרש הלחץ בין שני פתחי לחץ. עיקרון הליבה שלו הוא קביעת ערך הלחץ ההפרש על ידי מדידת השינוי בתדר הטבעי של אלומת תהודה סיליקון בודדת-.

 

הוא משלב בצורה מושלמת את היתרונות של שלוש טכנולוגיות מתקדמות:

1. מדידת לחץ דיפרנציאלי:מתאים ליישומים קריטיים כמו מדידת זרימה ופלס.

2. עקרון תהודה:מספק דיוק שאין שני לו ויציבות-לטווח ארוך.

3. טכנולוגיית סיליקון MEMS:מאפשר מזעור, ייצור אצווה ואמינות גבוהה.

הליבה שלו היא מבנה מיקרו מורכב המיוצר על פרוסות סיליקון בטכנולוגיית MEMS.

מבנה ליבה:

• מבנה מלוכד של-סיליקון-זכוכית משולשת-שכבת.
• שכבת זכוכית עליונה: מכילה חורי כניסת לחץ המחוברים לצד הלחץ הגבוה-.
• שכבת זכוכית תחתונה: מכילה חורי כניסת לחץ המחוברים לצד הלחץ הנמוך-.
• שכבת סיליקון תיכונה: מעובדת במכונה ומכילה:

דיאפרגמת חישה: דיאפרגמת סיליקון דקה אך חזקה שחושה בהפרש הלחץ משני הצדדים.

קרני תהודה: ממוקמות מעל (או משולבות בתוך) דיאפרגמת החישה, אלו הן מבני קרני סיליקון תלויים. בדרך כלל, ישנן שתי אלומות תהודה זהות בתוך חיישן אחד, הממוקמות במרכז ובקצה הדיאפרגמה, בהתאמה.

הנע אלקטרודות ואסוף-אלקטרודות: משמש כדי לעורר את אלומות התהודה לרעידות ולזהות את תדר הרטט שלהן.

תהליך הפעלה:

• הפעל לחץ דיפרנציאלי: לחץ גבוה (P1) ולחץ נמוך (P2) פועלים משני צידי דיאפרגמת החישה.
• דפורמציה של דיאפרגמה: הפרש הלחץ גורם לסרעפת החישה לעבור עיוות כיפוף זעיר.
• יצירת מתח: דפורמציה זו יוצרת התפלגות מתח על הסרעפת:

קרן התהודה במרכז הסרעפת חווה מתח דחיסה.

קרן התהודה בקצה הסרעפת חווה מתח מתיחה.

שינוי תדר:

על פי עקרון התהודה, מתח דחיסה גורם לירידה בתדר התהודה שלו.

מתח מתיחה גורם לעלייה בתדר התהודה שלו.

מדידה דיפרנציאלית: החיישן מודד את הפרש התדרים בין שתי אלומות התהודה (Δf=f₁ - f₂).

הפלט הוא ההבדל בין שני תדרי התהודה, המציע יתרונות משמעותיים:

דחיית שגיאת מצב נפוצה-:

• השפעות טמפרטורה:אם הטמפרטורה עולה, התדרים של שתי האלומות התהודה משתנות באותו כיוון (למשל, שתיהן יורדות), אך הפרש התדרים שלהן נשאר ללא שינוי.
• השפעות לחץ סטטי:לחץ סטטי דומה המופעל על שני הצדדים משפיע באופן דומה על שתי הקורות, והפרש התדרים שלהן נשאר יציב.
• דיוק ורזולוציה גבוהים במיוחד:ניתן למדוד את התדר בדיוק רב, וכתוצאה מכך רזולוציית חיישן וחזרה גבוהים מאוד, עם דיוק שמגיע ל-±0.075% או אפילו יותר.
• דיגיטלי מטבעו:הפלט הוא אות תדר, המציע יכולת אנטי- חזקה וקל לעיבוד של מערכות דיגיטליות.

תגיות פופולריות: חיישן לחץ הפרש תהודה סיליקון, ספקי חיישן לחץ הפרש תהודה סיליקון