論陶瓷電容壓力傳感器優(yōu)勢(shì)

作者：南京宏沐科技（德國(guó)HELM漢姆）合資公司  工程師  陳勝墩

一、陶瓷是一種的、腐蝕、磨損、沖擊和振動(dòng)、導(dǎo)熱性好的材料，所以陶瓷電容壓力傳感器就天生有了如下優(yōu)勢(shì)：

1、  腐蝕性，（用于測(cè)量腐蝕性介質(zhì)，如海水的高度測(cè)量，，硝酸，化學(xué)液體氣體的壓力測(cè)量等）

2、  振動(dòng)性，1.5~4.2g的自由掃描振動(dòng)誤差不過(guò)0.2%FS(可用于高鐵，坦克機(jī)車)

3、  沖擊性，40g 誤差不過(guò)0.2%FS

4、  溫度范圍寬-40℃～125℃,全溫區(qū)誤差不過(guò)0.2%FS

5、信號(hào)輸出大，內(nèi)部有線性和溫度補(bǔ)償，綜合高且穩(wěn)定性好

6、過(guò)載能力強(qiáng)，過(guò)壓可達(dá)量程的數(shù)十倍且能耐真空

7、純凈的陶瓷基體無(wú)中介液不會(huì)產(chǎn)生工藝污染，適用于食品、醫(yī)藥行業(yè)

二、陶瓷電容壓力傳感器與擴(kuò)散硅壓力傳感器比較優(yōu)缺點(diǎn)：

1、  擴(kuò)散硅是感壓橋路阻值發(fā)生變化，陶瓷電容是感壓板電容發(fā)生變化，這一點(diǎn)隔膜擴(kuò)散硅小量程是35KPa,輸出80mV，陶瓷電容小量程是5KPa且輸出4.5V ,所以陶瓷電容在小量程測(cè)液體，腐蝕性介質(zhì)，有雜質(zhì)氣體，正負(fù)壓氣液混合介質(zhì)場(chǎng)合優(yōu)勢(shì)明顯，表現(xiàn)在高，穩(wěn)定性好，，耐腐蝕，有正負(fù)表壓量程，如±2.5KPa; ±5KPa。

2、  擴(kuò)散硅壓力傳感器由于充了硅油，須然做了的溫度補(bǔ)償，但遠(yuǎn)不如陶瓷電容壓力傳感器陶瓷膜片的先天優(yōu)勢(shì)，陶瓷壓力傳感器溫度范圍可寬至-40℃～125℃,全溫區(qū)誤差不過(guò)0.2%FS，且在擴(kuò)散硅壓力傳感器補(bǔ)償溫度范圍-10℃～50℃內(nèi)可做到幾乎不漂。

3、  擴(kuò)散硅壓力傳感器在沖擊性和負(fù)壓場(chǎng)合不如陶瓷電容壓力傳感器，陶瓷是一種的材料，擴(kuò)散硅用的是波紋不銹鋼膜片，很薄且內(nèi)部充了硅油導(dǎo)液。

4、  介質(zhì)兼容性方面，擴(kuò)散硅壓力傳感器不能測(cè)強(qiáng)腐蝕性，有顆粒物介質(zhì)，不能測(cè)高粘稠介質(zhì)，不能測(cè)食品，醫(yī)藥行業(yè)內(nèi)的要求潔凈度高的介質(zhì)，陶瓷電容壓力傳感器能解決以上所以問(wèn)題。

5、  陶瓷電容壓力傳感器配合的聚四氟墊圈和腐蝕外殼材料如聚四氟，聚三氟，坦，蒙乃爾，可以測(cè)強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)。

6、  陶瓷電容小量程過(guò)壓（可），大量程過(guò)壓（可幾十倍）方面都擴(kuò)散硅壓力傳感器，主要是由于陶瓷本身就是材料，再加上過(guò)壓后陶瓷膜片就貼到后部板，壓力撤掉后又恢復(fù)。

7、  陶瓷電容壓力傳感器膜片尺寸有二種分別為Φ32mm和Φ19.9mm，可以多種選擇，擴(kuò)散硅壓力傳感器膜片只有Φ19mm一種。

8、  南京宏沐科技（德國(guó)漢姆HELM）陶瓷電容壓力傳感器2017年推出新品，傳感器直接24位數(shù)字輸出，SPI接口，膜片直徑同時(shí)也有32mm，19mm二款規(guī)格。

陶瓷電容壓力傳感器

項(xiàng)目概述

為了助力“中國(guó)制造2025”與德國(guó)“工業(yè)4.0”深度對(duì)接，德國(guó)HELM（漢姆）基于在中國(guó)多年的快速發(fā)展，現(xiàn)決定于2016年起由南京宏沐科技有限公司（漢姆中國(guó)合資公司），代理銷售德國(guó)OEM陶瓷電容壓力傳感器及相關(guān)配套組件；承接設(shè)備配套類的壓力傳感器及變送器深度定制業(yè)務(wù)。

產(chǎn)品概述

UC2/UCS2/USC30/USC70 壓力傳感器是采用陶瓷材料經(jīng)工藝精制而成的干式陶瓷電容壓力傳感器，陶瓷是一種的、腐蝕、磨損、沖擊和振動(dòng)的材料。陶瓷的熱穩(wěn)定特性可以使它的工作溫度范圍-40～125℃，而且具有測(cè)量的高、高穩(wěn)定性。其特點(diǎn)是：量程可以小到500Pa，過(guò)載能力可達(dá)量程的200倍，徹底解決了其它類型傳感器沒(méi)有小量程及在小量程時(shí)過(guò)載能力差，介質(zhì)兼容性差的缺點(diǎn)，它除具有一般傳感器的量程外，其具特色的是它的正負(fù)表壓功能，如：±2.5kPa，±10kPa等。UC2/UCS2/USC30/USC70陶瓷傳感器由于沒(méi)有液體的傳遞作用，填充液，不會(huì)產(chǎn)生工藝污染，因此在食品、醫(yī)藥等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，加之是干式陶瓷膜片，故不受安裝方向影響，以其作為敏感元件生產(chǎn)的壓力變送器被廣泛地應(yīng)用在各種測(cè)量壓力的場(chǎng)合。UC2/UCS2/USC30/USC70干式陶瓷電容厚膜壓力傳感器的高輸出，廣量程，適合制造的工業(yè)控制用壓力變送器。大圓形膜片表面平整、易安裝，是歐美E+H、ABB、Honeywell  Emerson VEGA等公司壓力變送器生產(chǎn)傳感器。

USC30/USC70為德國(guó)公司新品，既有成比例或模擬量輸出信號(hào)又有數(shù)字式接口UART或SPI，壓力測(cè)量24 位，同時(shí)兼有溫度測(cè)量（可選）16 位。測(cè)量頻率1.25～80ms，功耗2.5～10mW

產(chǎn)品特點(diǎn)

◇ 堅(jiān)固的陶瓷電容敏感膜片，99.99%高純度陶瓷，腐蝕、磨損性能

◇ 信號(hào)輸出大，內(nèi)部有線性和溫度補(bǔ)償，綜合高且穩(wěn)定性好

◇ 過(guò)載和沖擊能力強(qiáng)，過(guò)壓可達(dá)量程的數(shù)十倍且能耐真空

◇ 寬的工作溫度范圍且溫度漂移小

◇ 壓力范圍大，從微壓0.5kPa到7MPa，有表壓，正負(fù)復(fù)合壓，壓可選

◇ 純凈的陶瓷基體無(wú)中介液不會(huì)產(chǎn)生工藝污染，適用于食品、醫(yī)藥行業(yè)

◇ 干擾能力強(qiáng)，水、塵、震、爆、腐

◇ 通過(guò)金屬噴涂后的傳感器基座的了電磁兼容性（EMC），并降低了安裝靈敏度

◇ 卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性

◇ 響應(yīng),無(wú)遲滯

◇ 量程遷移比達(dá)10:1

◇ USC30/USC70有數(shù)字式輸出可進(jìn)行無(wú)源標(biāo)定

工作原理

腐蝕的干式陶瓷電容壓力傳感器沒(méi)有液體的傳遞，過(guò)程壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，襯底的電與膜片電的電容量與壓力大小變化成比例，使膜片產(chǎn)生0.03mm的位移，電容的變化值經(jīng)激光微調(diào)，傳感器信號(hào)調(diào)理電路ASIC放大輸出4500mV的直流電壓，內(nèi)置的溫度傳感器不斷測(cè)量介質(zhì)的溫度并進(jìn)行溫度補(bǔ)償。過(guò)載時(shí)，膜片貼到陶瓷襯底上而不會(huì)損壞。當(dāng)壓力恢復(fù)到正常時(shí)，其性能不受任何影響。徹底解決了低量程過(guò)載能力差的缺點(diǎn)，是擴(kuò)散硅傳感器的升級(jí)換代產(chǎn)品。標(biāo)準(zhǔn)化的高輸出具有強(qiáng)的干擾能力，配線路板可進(jìn)行大的量程遷移（10:1）。傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性，自帶溫度補(bǔ)償-20～80℃，并可以和大多數(shù)介質(zhì)直接接觸。                              

性能參數(shù)

外形、安裝結(jié)構(gòu)及信號(hào)接線圖如下

量程表