論陶瓷電容壓力傳感器優(yōu)勢

作者：南京宏沐科技（德國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、導熱性好的材料，所以陶瓷電容壓力傳感器就天生有了如下優(yōu)勢：

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

2、  振動性，1.5~4.2g的自由掃描振動誤差不過0.2%FS(可用于高鐵，坦克機車)

3、  沖擊性，40g 誤差不過0.2%FS

4、  溫度范圍寬-40℃～125℃,全溫區(qū)誤差不過0.2%FS

5、信號輸出大，內(nèi)部有線性和溫度補償，綜合高且穩(wěn)定性好

6、過載能力強，過壓可達量程的數(shù)十倍且能耐真空

7、純凈的陶瓷基體無中介液不會產(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散硅壓力傳感器比較優(yōu)缺點：

1、  擴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，這一點隔膜擴散硅小量程是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液體，腐蝕性介質(zhì)，有雜質(zhì)氣體，正負壓氣液混合介質(zhì)場合優(yōu)勢明顯，表現(xiàn)在高，穩(wěn)定性好，，耐腐蝕，有正負表壓量程，如±2.5KPa; ±5KPa。

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

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

4、  介質(zhì)兼容性方面，擴散硅壓力傳感器不能測強腐蝕性，有顆粒物介質(zhì)，不能測高粘稠介質(zhì)，不能測食品，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，可以測強腐蝕性介質(zhì)。

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

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，擴散硅壓力傳感器膜片只有Φ19mm一種。

8、  南京宏沐科技（德國漢姆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，膜片直徑同時也有32mm，19mm二款規(guī)格。

陶瓷電容壓力傳感器

項目概述

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

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℃，而且具有測量的高、高穩(wěn)定性。其特點是：量程可以小到500Pa，過載能力可達量程的200倍，徹底解決了其它類型傳感器沒有小量程及在小量程時過載能力差，介質(zhì)兼容性差的缺點，它除具有一般傳感器的量程外，其具特色的是它的正負表壓功能，如：±2.5kPa，±10kPa等。UC2/UCS2/USC30/USC70陶瓷傳感器由于沒有液體的傳遞作用，填充液，不會產(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用在各種測量壓力的場合。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為德國公司新品，既有成比例或模擬量輸出信號又有數(shù)字式接口UART或SPI，壓力測量24 位，同時兼有溫度測量（可選）16 位。測量頻率1.25～80ms，功耗2.5～10mW

產(chǎn)品特點

◇ 堅固的陶瓷電容敏感膜片，99.99%高純度陶瓷，腐蝕、磨損性能

◇ 信號輸出大，內(nèi)部有線性和溫度補償，綜合高且穩(wěn)定性好

◇ 過載和沖擊能力強，過壓可達量程的數(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，正負復合壓，壓可選

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

◇ 干擾能力強，水、塵、震、爆、腐

◇ 通過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

◇ 卓越的長期穩(wěn)定性

◇ 響應,無遲滯

◇ 量程遷移比達10:1

◇ USC30/USC70有數(shù)字式輸出可進行無源標定

工作原理

腐蝕的干式陶瓷電容壓力傳感器沒有液體的傳遞，過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量介質(zhì)的溫度并進行溫度補償。過載時，膜片貼到陶瓷襯底上而不會損壞。當壓力恢復到正常時，其性能不受任何影響。徹底解決了低量程過載能力差的缺點，是擴散硅傳感器的升級換代產(chǎn)品。標準化的高輸出具有強的干擾能力，配線路板可進行大的量程遷移（10:1）。傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時間穩(wěn)定性，自帶溫度補償-20～80℃，并可以和大多數(shù)介質(zhì)直接接觸。                              

性能參數(shù)

外形、安裝結構及信號接線圖如下

量程表