中心議題：

• 壓力傳感器需要具有小型化的體積、堅(jiān)固的外殼、更廣的溫度范圍、高測量精度
• 愛普科斯集團(tuán)開發(fā)的滿足以上要求的壓力傳感器介紹

解決方案：

• 使要測量的壓力不直接傳送到元件而先經(jīng)過耦合媒介來大幅度提高傳感器的抵抗性
• 傳感器包裝由多層陶瓷(LTCC或HTCC)制成。整個(gè)信號(hào)處理電路的電氣互連都可以合并在陶瓷層中
• 通過使用具有良好的媒介抵抗性和充分的溫度穩(wěn)定性的塑料封裝使傳感器免受外部環(huán)境影響

壓力傳感器受到越來越嚴(yán)格的要求。這要求傳感器同時(shí)具有小型化的體積、堅(jiān)固的外殼、更廣的溫度范圍和高測量精度。愛普科斯集團(tuán)采用新的封裝概念，已經(jīng)開發(fā)出高度堅(jiān)固的壓力傳感器。這類傳感器工作范圍介于100 mbar至25bar，并且可在-40℃至+140℃的更廣的溫度范圍內(nèi)使用，且精確度高于1%（全范圍）。

傳感器的結(jié)構(gòu)
通過調(diào)偏由摻雜壓阻電阻器組成的惠斯通電橋，測量的壓力被轉(zhuǎn)換為壓阻傳感元件中的電信號(hào)。作為由單晶硅制成的微系統(tǒng)元件，壓阻壓力傳感器具有長期的高穩(wěn)定性，而這正是工業(yè)應(yīng)用要求的重要標(biāo)準(zhǔn)。

為保證機(jī)械退耦，硅傳感元件被安裝在具有特殊外形的硅基材上，該基材由粘性彈性封條與傳感器封裝作機(jī)械隔離。

傳統(tǒng)壓阻硅測量元件的缺點(diǎn)之一是其對各種媒介的抵抗性較差。為了大幅度地提高抵抗性，要測量的壓力不直接被傳送到元件，而是先經(jīng)過耦合媒介。惰性、高絕緣液體，如硅油或純凈自然油，是食品行業(yè)應(yīng)用合適的媒介。它們可以保證對傳感元件的長期保護(hù)。測量和耦合媒介由一層金屬薄膜隔離。這樣可以抵消由封裝內(nèi)填充媒介的溫度變化引起的體積變化，并允許輸入和傳送壓力。

創(chuàng)新的傳感器包裝由多層陶瓷（LTCC或HTCC）制成。這樣，整個(gè)信號(hào)處理電路的電氣互連都可以合并在陶瓷層中。測量信號(hào)由信號(hào)傳感器放大，該傳感器通過單獨(dú)編程補(bǔ)償靜態(tài)傳感器故障。壓力變送器的輸出信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)化的界面一致，變化范圍介于0.5 V至4.5 V。這樣可以保證向信號(hào)處理單元的傳送具有足夠的抗干擾性。無需使用其它信號(hào)處理電路板。圖2顯示的是具有所有壓力測量和信號(hào)處理所需元件的OEM傳感元件。

該設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是其體積小于3cm³。尤其是該解決方案使基于單芯片傳送元件的小型化和媒介隔離差分壓力測量成為可能。該壓力變送器可用于任何能夠?qū)⑵浼稍诟咚较到y(tǒng)中的應(yīng)用，這樣的系統(tǒng)應(yīng)足以保護(hù)變送器不受外部影響。將媒介運(yùn)送至壓力輸入線的部分由不銹鋼制成，保證對侵蝕性媒介具有高抵抗性。根據(jù)壓力范圍和結(jié)合場所，工藝連接件可以是O形環(huán)、管件或螺絲。其應(yīng)用包括用多傳感器系統(tǒng)測量污水的壓力。

作為獨(dú)立測量系統(tǒng)的已封裝壓力變送器
如果將壓力變送器用作獨(dú)立測量系統(tǒng)，必須保護(hù)其免受外部環(huán)境影響，如在其結(jié)合處附件的灰塵和水霧。這一點(diǎn)是通過使用在大多數(shù)應(yīng)用中都具有良好的媒介抵抗性和充分的溫度穩(wěn)定性的塑料封裝實(shí)現(xiàn)的。該封裝及其壓力端子、連接器和安裝零件都適合客戶定制（圖3）。對于要求極高的應(yīng)用，還可以提供不銹鋼封裝版本。應(yīng)用包括測量差壓、監(jiān)測腐蝕性氣體濾波器和測量冷卻劑壓力。