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中高温型压力传感器大讨论----第一季

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helloxieyu|  楼主 | 2015-12-2 12:11 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
                中高温型压力传感器大讨论----第一季
               
                题目有点吓人,只想抛砖引玉,提起大牛们的兴趣一起来讨论。
               
                1. 由于项目需要,压力传感器需要在-40C到+140C环境下工作,而且每天需在135C左右工作5小时,设计寿命3年。               
                这几个月来一直在寻找符合要求压力传感器,看了一些国内的论文,也咨询过一些厂家,但都由于各种因素让传感器选型一直定不下来。
               
                2. 再补充一下这个项目的需求,除了135C左右的高温环境外,还要求绝压型,0-5Bar,小体积(最大直径小于20mm,高度小于30mm),
                可接触无腐蚀性液体(包括自来水),工业级的精度(常温精度优于0.2%,135C精度优于1%)。既然在高温环境下使用,长稳指标肯定是无法保证
                保证的了,但是至少要在6个月内保证上述精度,6个月外不至于失效就行了。价格不要高得离谱,单传感器价格控制在800以内(不包括ADC及外围电路)。
               
                3. 系统大致原理:由高温型MCU+ADC+压力传感器,或者是MCU+仪表放大+ADC+压力传感器;采样后的数据通过串口送给PC,PC端根据标定数据进行曲线修正;
                要求系统功耗小于4mW。       
                       
                4. 我寻找传感器的苦逼之路是从Measurement美国精量这个品牌开始的,之前上过GE官网、飞思卡尔、Kulite、honeywell、相对比之下,Kulite是实实在在
                的高温型,温补居然能做到200C或300C以上,但是听说价格都是以万为单位的且供货期超长,遂放弃。honeywell大部分是变送器而不是传感器,虽然有部分能
                工作到150C,但是变送器体积不是直径太大就是长度太长超标,遂放弃。飞思卡尔气体类传感器比较多且线性很烂,果断放弃。GE也是气体类的传感器比较多,
                虽然线性非常好,可惜不能接触液体,无奈放弃。 只剩下最后一根救命稻草Measurement,一看,充油硅芯体的种类很多啊!而且文档比较齐全啊
                (这个我比较能打动我),在X宝搜一下,基本都能找到而且价格不贵(再次打动我),再看看指标,很多型号都能工作在-40C到125C,温补到85C,也有完全没温补的。       
               
                5.暂时锁定Measurement的充油硅芯体-40C到125C,但是之前看过的论文告诉我,扩散硅压力传感器在常温下表现很好,但是超过120C下由于漏电流加
                剧会导致传感器失效(是不是永久性坏掉?)而且我的工作环境要到140C的哦!要超标使用哦!Measurement行不行啊?如果是普通的扩散硅估计是不行的,
                但是有没有可能Measurement用的是单晶硅(SOI)呢?单晶硅是可以在150C环境下长时间使用的,在这里向论坛里的知情老大请教一下Measurement的充油
                硅芯体,到底是“扩散硅”还是“单晶硅”呢???在没有得到答案之前,我淘宝了两个样品,扔进高温箱让压力传感器在140C下工作两个小时,发现居然
                能正常工作,没有坏掉,但是恢复常温后常温常压情况下采样到的数据发生了轻微漂移(约0.3%不一致),当然,我也不知道这0.3%是ADC发生的漂移还是
                压力传感器发生的漂移。
                       
                6.根据国内论文的提示,高温下性能优异的还有蓝宝石,溅射薄膜两种,但是这两种体积都偏大且不一定有我要的绝压0-5Bar,最终也放弃掉。某次偶
                  然的机会发现“陶瓷压力传感器”的手册明确标明工作温度-40C到135C,而且厂家(瑞士MELUX)做过150C 1000小时的漂移测试,而且价格便宜,体积
                  都很符合我要求,看到这里激动得我蛋疼,马上淘宝了两个回来,回来一测,发现个很大的问题,每次给传感器上电后,差分输出端居然要经过6秒以
                  上才能稳定到10uV以内(常温常压下10V供电大概是4.635mV的样子);这个也太奇葩了吧?我测过N次都是这种很长时间才稳定下来的样子,用国产陶瓷
                  表压型传感器、Meas扩散硅绝压传感器、国产单晶硅绝压传感器都是一上电读数马上稳定下来的,没有像MELUX陶瓷绝压传感器那样要经过6 7秒以上
                  才稳定下来的现象。苦逼啊!真是欲哭无泪!做一次实验要花费我很大的精力跟时间的。老大们可能问我,换个牌子试试呗,但是,陶瓷压力传感,
                  我查过,最好的就是瑞士MELUX家的,国产的只有表压型的且文档手册简陋的掺不忍睹,我上面提到的“国产单晶硅绝压传感器”只能测气体,不能接触液体的。
                  
                7.请问论坛老大,我采样的原始数据是要送到PC端进行标定修正的,这样是否选择“不要温补”型压力传感器比“带温补”型的压力传感器更能获得有
                  规律容易修正的曲线呢(看到一篇论文这么提示过)?
                  
                8.下面......有请人见人爱,车见车载,知识渊博,无所不能的---大大出场:

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沙发
helloxieyu|  楼主 | 2015-12-2 12:23 | 只看该作者
新手发帖不容易,两台pc用几种浏览器都显示不出验证码,没办法用手机试试,ue浏览器不行,有欧朋反复折腾才能发帖,有什么不合规矩的地方请版主留情

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板凳
helloxieyu|  楼主 | 2015-12-3 20:54 | 只看该作者
总结了很久才写出这些,是不是我发错版块了?也没有哪位老大来指点一下。

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地板
碧水长天| | 2018-1-30 12:30 | 只看该作者
本帖最后由 碧水长天 于 2018-1-30 12:36 编辑

老贴了,忍不住答一下。
1. PN结的确存在高温漏电流问题,但以您的要求,MEAs的充油芯体可用,SOI的您不好找芯体;
2. 既然要PC机校准,那么可不用一次补偿的芯体,但您要考虑芯体零位输出的极性问题;
4. 此精度和温度环境及安全度等级用ASIC如1452(125℃)或PGA900(有150℃封装)作为调理方案可以解决,注意结温不超过限制;
5.稳定性或漂移问题,封装前后的去应力工艺措施要考虑。

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dsyq| | 2018-12-5 09:04 | 只看该作者

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