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產(chǎn)品分類(lèi)
roduct Categories信息來(lái)源于:互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布于:2022-03-23
影響長(cháng)期穩定性的因素
諸如溫度和機械應力等因素對壓力傳感器的長(cháng)期穩定性有負面影響。而生產(chǎn)過(guò)程中的不斷測試則會(huì )將影響降低。
生產(chǎn)廠(chǎng)家通常會(huì )在產(chǎn)品資料里強調他們的壓力傳感器的長(cháng)期穩定性能。這些產(chǎn)品資料中所給出的值是在實(shí)驗室條件下得出的,例如,小于滿(mǎn)量程0.1%的長(cháng)期穩定性指的是壓力傳感器在一年的使用周期里總誤差下降不超過(guò)量程的百分之0.1。壓力傳感器通常需要一段時(shí)間才會(huì )“穩定”。正如前面提到的,零點(diǎn)和靈敏度(輸出信號)是這里的主要因素。用戶(hù)通常會(huì )注意到零點(diǎn)的漂移,因為它們很容易識別并進(jìn)行調整。
如何優(yōu)化長(cháng)期穩定性
為達到較好的長(cháng)期穩定性,這意味著(zhù)在產(chǎn)品生命周期中只能出現小的漂移,核心元件必須是準確的:傳感器芯片。高質(zhì)的壓力傳感器是長(cháng)期穩定性能保證。以壓阻式壓力傳感器為例,是使用基于惠斯頓電橋的硅芯片實(shí)現的。穩定的壓力傳感器需要在生產(chǎn)過(guò)程一開(kāi)始就打下好的基礎。因此,硅芯片對性能長(cháng)期穩定的壓力傳感器的生產(chǎn)至關(guān)重要。
傳感器的組裝也是起到?jīng)Q定性作用的。硅芯片被灌膠到殼體里。由于溫度和其他因素的影響,浸入膠體的芯片可能會(huì )移動(dòng),因此也會(huì )影響硅芯片上的機械應力。因此測量結果越來(lái)越不準確。實(shí)踐證明,新的傳感器需要一段時(shí)間才能真正穩定——特別是在首年。用的越久傳感器越穩定。為了擯除不良發(fā)展的趨勢,并且能夠好地評估傳感器,通常在離廠(chǎng)前進(jìn)行一些老化和其他測試。
為使新的壓力傳感器穩定,STS 在一周內對它們進(jìn)行熱處理。這種所謂的“變動(dòng)”通常會(huì )出現在首年,因此在很大程度上是可以預見(jiàn)的。因此熱處理是人工老化的一種形式。
傳感器會(huì )進(jìn)行進(jìn)一步的測試以確定它的特性。這包括評估在不同溫度下的單只傳感器的運行以及設備長(cháng)期處于超壓狀態(tài)下的加壓處理。這些測量用來(lái)確定每只傳感器的特性。這是為了在不同的環(huán)境溫度下(溫度補償)對測量?jì)x器的運行做出可靠的記錄。因此,長(cháng)期穩定性很大程度上取決于產(chǎn)品質(zhì)量。當然,定期的校準和調試可以幫助糾正任何漂移。然而,在大多數應用中這都不是必需的:合格的傳感器長(cháng)期內都會(huì )保持穩定的性能。
長(cháng)期穩定的重要性
長(cháng)期穩定性的關(guān)聯(lián)取決于應用。然而,它在低壓力范圍內當然是更重要的。一方面,這是由于外部因素對信號有很大的影響。芯片機械應力的細微變化對測量結果的精度有更大的影響。此外,低壓力應用的壓力傳感器通常都是基于硅芯片的,這種芯片的膜片厚度通常小于10μm。盡管如此,長(cháng)期的穩定性的同時(shí)保持精度在物理上是不可能的。諸如壓力滯后和溫度滯后現象是不能完全消除的。也可以說(shuō)它們是傳感器的特性。對于高精度應用行業(yè),壓力和溫度滯后不應該超出總量程的0.02%。
還應該提到的是物理定律對傳感器的長(cháng)期穩定性有一定的限制。在特別苛刻的諸如多變、高溫的應用中,損耗是很正常的。持續高溫超過(guò)150 °C的工況終會(huì )損壞傳感器:與惠斯通電橋電阻連接的金屬層,會(huì )融入到硅材料中,終將消耗殆盡。
在這種情況下使用壓力測量或要求高精準度的用戶(hù)需要提前跟 制造商討論各種可行解決方案。