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MEMS压力传感器该如何选型？智芯传感告诉您（二）

发布时间：

2022-08-25

来源：

SMAET SENSOR

在上一篇文章《MEMS压力传感器该如何选型？智芯传感告诉您（一）》中，我们重点介绍了压力传感器选型需要考虑的三个方面的因素，即压力传感器的用途、压力量程和精度需求。今日小编继续为您带来选择合适的压力传感器，还需要考虑的其他方面，包括电学要求、作业方式、温度范围和压力密封要求等要素。

电学要求的考量

一般压阻式压力传感器的输出为模拟信号，满量程输出电压可达100-150mV。远距离输出信号电压便会衰减，应采用电流信号输出。经压力变送器将电流放大后可以输出20mA以下的电流信号。实际应用中会使用调理电路将MEMS传感器输出的模拟信号转换成适合的标准信号供用户选择。

MEMS传感器输出的模拟信号经过A/D和V/F变换后，得到数字信号或频率信号。信号经过调理后，数字信号可输出I2C/SPI，模拟信号可以输出0~5V和0~10V（绝对电压输出和比例电压输出），电流信号可以输出4~20mA。

压力传感器通常采用两种激励源方法：恒流源和恒压源。这两种方法是有区别的，其作用不同：

1）恒流源激励有利于热灵敏度漂移的补偿作用，一般精度测量时用恒流源激励；

2）恒压激励不能直接提供灵敏度温度补偿效果，但用恒压源激励时，可在桥外串接热敏电阻或二极管以补偿热灵敏度漂移，其测量的精度取决于恒压源稳压器件的精度；

另外，压力传感器的激励电源还可以分为正比激励和固定激励：

1）正比激励是将压力传器电桥直接接到电源上，当电源改变时，压力传感器的灵敏度和零点都随之发生变化；

2）固定激励是传感器调理电路内部有一个参照电压，压力传感器电桥由参照电压供电激励。参考电压是恒定的，与电源电压无关。只要电源电压在一个指定电压范围内变化，参照电压不变。因而传感器的输出不变，不受电源电压的影响。

作业方式的考量

压力传感器的作业方式在选型中也是一个比较重要的考量因素。例如，传感器用于气体压力的测量与液体压力的测量时情况便不同。气体是可压缩流体，增压时会贮存一定的压缩能，减压时又以动能释放出来，给传感器弹性膜施加冲击波。而液体是不可压缩流体，在压力传感器安装时，拧紧螺拴又无可压缩空间，则有可能使液体压力升高，超过弹性膜的耐压极限，导致弹性膜破裂。

压力传感器的工作环境恶劣时，比如有大的振动、冲击，或大的电磁干扰，对传感器提出更为严格的要求。不仅要求压力传感器的过压能力增强，而且要求机械密封可靠、防松动，传感器自身的引线、引脚以及外导线都应加以电磁屏蔽，并将屏蔽良好接地。

此外，应考虑压力传感器与所测流体介质的相容性问题。例如，传感器的弹性膜结构应与腐蚀性介质相隔开；传感器检测易燃、易爆介质压力时，使用小激励电流，防止弹性膜破裂时产生火花、火星，并增加压力传感器外套的耐压能力等。

工作温度范围的考量

压力传感器，像所有物理设备系统一样，在极端温度的环境下会产生错误甚至无法使用。一般将压力传感器使用温度范围分为五类：普通商业级，范围为-10~60℃；工业级，范围为-25~80℃；汽车级，范围为-40~125℃；军事级，范围为-55~125℃；特殊级，范围为-60~350℃。

压力传感器在室内应用时，可选择商业级；有室外应用时可选择工业级。也可以采取措施使传感器与环境热隔离或进行加热或冷却，选择普通商业级用在-10℃以下或60℃以上的环境中。选择什么温度范围还应考虑传感器的电子学温度特性和机械温度特性。

温度的改变通过两种方法影响传感器，其一是造成零点漂移，其二是影响整个量程的输出。为消除温度的影响，就需要应用各种温度补偿技术。工作温度范围越宽，补偿技术难度越大，校准工作量也越大。

压力密封要求的考量

压力传感器通常用的压力密封是橡胶垫（或称O型环）、环氧树脂、聚四氟乙烯垫、锥孔配合、管螺纹配合及焊接等方式。所用的密封材料决定了压力传感器的工作温度范围。

北京智芯传感科技有限公司的MEMS压力传感器，有多种电学输出方式，既有数字信号输出I2C/SPI，也有模拟信号输出和电流信号输出，并可根据实际应用场景进行定制；另外，智芯传感不同型号的压力传感器，可适应相应的作业环境，例如，智芯传感ZXP1汽车进气压力传感器，就具备高精度、抗干扰、抗冲击、耐腐蚀和长期稳定性好的特点；在工作温度范围方面，智芯传感的压力传感器也表现突出，可在宽温域依然做到高精度和高稳定性，例如，智芯传感多款压力传感器，工作温度范围均可达到-40~125℃，全温域精度保持在±1%FS。

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