自主設(shè)計(jì)MEMS動(dòng)態(tài)壓力傳感器芯片,硅壓阻式原理。適用于爆炸測(cè)試、發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試、航發(fā)測(cè)試、氣體燃爆、氣囊爆炸試驗(yàn)等。
壓阻式動(dòng)壓測(cè)試與壓電式動(dòng)壓測(cè)試傳感器區(qū)別
摘要:在爆炸沖擊、風(fēng)洞試驗(yàn)、高速動(dòng)態(tài)水力試驗(yàn)、兵器發(fā)射膛壓測(cè)試、發(fā)動(dòng)機(jī)脈動(dòng)壓力測(cè)量等領(lǐng)域,經(jīng)常需要測(cè)量某一動(dòng)態(tài)工況下的瞬態(tài)壓力,因此對(duì)適用于此種工況的壓力傳感器通常需要高頻響以滿足快速感知壓力數(shù)據(jù)的要求。目前市場(chǎng)常用的有壓阻式動(dòng)態(tài)測(cè)試和壓電式動(dòng)態(tài)測(cè)試兩種原理。以下簡(jiǎn)單分析兩種原理動(dòng)態(tài)壓力傳感器區(qū)別:
壓阻式原理:半導(dǎo)體材料在受到外力作用時(shí),其電阻率會(huì)隨外力改變而改變,進(jìn)而導(dǎo)致電阻的改變,從而導(dǎo)致輸出信號(hào)變化。
壓電式原理:利用壓電材料的壓電效應(yīng),當(dāng)有外力作用在壓電材料上時(shí),傳感器就有電荷輸出;由于外力作用在壓電材料上產(chǎn)生的電荷只有在無(wú)泄漏的情況下才能保存,即需要測(cè)量回路具有無(wú)限大的輸入阻抗,這在實(shí)際上是不可能的,因此壓電式傳感器不能用于靜態(tài)測(cè)量。壓電材料在交變力作用下,電荷可以得到補(bǔ)充,供給回路一定電流,所以適用于動(dòng)態(tài)測(cè)量。
1、壓阻式既可以測(cè)量動(dòng)態(tài)壓力也可測(cè)量靜態(tài)壓力,壓電式由于電荷泄漏原因不適合靜態(tài)壓力*監(jiān)測(cè);因此在需要同時(shí)測(cè)量動(dòng)態(tài)、靜態(tài)壓力時(shí)需選用壓阻式。
2、溫度范圍:壓電式常規(guī)可以耐300℃以內(nèi)高溫,壓阻式如要耐300℃高溫需要做散熱(水冷等)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
3、動(dòng)態(tài)性能:壓阻式頻響較壓電式頻響略高;壓阻式有效帶寬為固有頻率的1/3~1/5,壓電式有效帶寬為固有頻率的1/10~1/20;國(guó)軍標(biāo)及美國(guó)軍標(biāo)在爆轟試驗(yàn)領(lǐng)域優(yōu)先*壓阻式動(dòng)態(tài)壓力傳感器。
4、在高靜壓低動(dòng)壓的工況下,需選用壓電式壓力傳感器;壓電式只感知?jiǎng)討B(tài)壓力,不受高靜壓影響;而壓阻式在此種工況下無(wú)法兼顧量程和精度。
5、壓電式傳感器在測(cè)量低壓力時(shí)線性度不好,主要是由于傳感器受力系統(tǒng)中力傳遞系數(shù)為非線性,在低壓力下傳遞損失較大。