拡散シリコン圧力変換器の動作原理

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拡散シリコン圧力変換器は、センサーと信号処理回路で構成されています。センサーは、作業現場で測定対象となる物理量である圧力信号を電圧信号に変換する役割を担います；信号処理回路は、センサーから出力される電圧信号を増幅して信号処理変換し、標準信号として出力する役割を担います。その高い測定精度、速い動的応答、出力される直流信号の線形性の良さ、広い適用温度範囲、軽量でコンパクトなサイズ、そしてシンプルな構造という利点から、あらゆる業界で広く利用されています。拡散シリコン圧力センサーは、単結晶シリコンを基材とし、先進的なイオン注入技術およびマイクロメカニカル加工技術を用いて、ウィスタンブリッジと精密な機械構造を備えたシリコンセンサ素子が製造されています。測定対象の圧力は圧力インターフェースを介してシリコンセンサ素子に作用し、印加された圧力と出力信号の線形変換が実現される。また、レーザーによって調整された厚膜抵抗ネットワークがセンサ素子の温度特性を補償する。単結晶シリコンの圧電効果に基づき、特定の方向に先進的な加工技術を用いて弾性部品が作製され、その適切な位置に集積回路技術で作られた抵抗値が等しい4つのひずみ抵抗が接続され、ウィスタンブリッジが構成される。測定対象の媒体の圧力が、センサーの膜（ステンレス鋼またはセラミック）に直接作用し、媒体の圧力に比例した微小な変位を膜に生じさせる。媒体の圧力がステンレス鋼製の隔離膜を通ってシールされたシリコンオイルを介して拡散シリコン膜の一方に伝わり、もう一方の側にある基準圧力（大気圧またはシール圧）が作用する。これらが相まって膜の一方が圧縮され、もう一方が伸び、その圧力差によってブリッジが不平衡となり、圧力の変化に対応した信号が出力される。回路部分では、ウィスタンブリッジに定電流電源を用いることで、出力が温度の影響を受けないようにしている。ブリッジの出力信号は差動正規化アンプによって増幅された後、V/I変換により電流に変換される。この電流は非線形補正回路によって補正され、圧力変化と線形な関係にある4-20mAのADC標準信号が出力される。江蘇慧科自動化計器有限公司は、専門的な製品選定のアドバイスや信頼性の高い製品をご提供します。ご不明な点がございましたらお電話ください。専門の技術スタッフがご質問にお答えいたします。