Für Branchen, die hochstabile Niederdrucksensoren zu einem erschwinglichen Preis benötigen, hat Merit Sensor die LP2-Serie entwickelt. Mit einem breiten Druckbereich, mehreren Ausgangsoptionen und flexiblen Integrationsfunktionen bietet diese Serie Zuverlässigkeit für den Einsatz in der Industrie, der Medizin und im Verbrauchermarkt. 

Einführung der LP2-Serie: Auspacken des Sensors 

Das LP2-Serie ist ein oberflächenmontiertes, piezoresistives Drucksensormodul, das für die Messung von Differenz- oder Druckunterschieden bei extrem niedrigem Druck entwickelt wurde. Mit einer kompakten Grundfläche von ca. 8.76 cm2Es besteht aus einer integrierten Wheatstone-Brücke, die Glas anodisch mit einer chemisch geätzten Siliziummembran verbindet. Es enthält einen ASIC, der den MEMS-Drucksensor mit einem integrierten DSP (Digital Signal Processor) kalibriert. Dieser verfügt über einen 26-Bit-Mathematikkern, auf dem ein Korrekturalgorithmus zur präzisen Berechnung der Druck- und Temperaturkorrekturkoeffizienten läuft. 

Der Sensor verfügt über zwei Druckanschlüsse für höhere und niedrigere Druckeingänge und ist mit Zinnendurchkontaktierungen ausgestattet, um die Leiterplattenmontage zu vereinfachen und zuverlässige Lötverbindungen sicherzustellen. 

Leistung im Feld: Präzision und Vielseitigkeit 

Entwickelt für die Messung von ultraniedrigen Drücken ab 150 Pa (0.6 Zoll H2O) bis 7000 Pa liefert die LP2-Serie hochpräzise Messwerte mit einem Gesamtfehlerband von weniger als 1.5 % des Skalenendwerts – vor dem Reflow-Löten und ohne Aktivierung der automatischen Nullstellung. Diese Leistung ist bei Anwendungen von entscheidender Bedeutung, die eine minimale Offsetdrift und eine hohe Wiederholgenauigkeit erfordern. Die Funktion zur Offsetkorrektur nach der Kalibrierung ermöglicht es dem Sensor außerdem, Verschiebungen in der Basislinienausgabe auszugleichen und so verpackungsbedingte Spannungen und Reflow-Effekte zu mildern, was insbesondere bei Designs mit hoher Zuverlässigkeit wichtig ist. 

Darüber hinaus unterstützt die LP2-Serie einen breiten Versorgungsspannungsbereich von 2.7 V bis 5.5 V und ermöglicht so Flexibilität über verschiedene Systemspannungspegel hinweg. Sie bietet wählbare digitale Ausgangskonfigurationen, darunter I²C und SPI, sowie einen analogen Spannungsausgang (ratiometrisch von 2 % bis 10 % der Versorgungsspannung) und ist somit an verschiedene Signalverarbeitungsarchitekturen anpassbar. Zusätzlich verfügt die LP90-Serie über eine End-of-Conversion-Funktion (EOC), die anzeigt, wann ein neuer, gültiger Druckwert vorliegt. 

Spitzentechnologie und Fertigung  

Die LP2-Serie nutzt Merit Sensors proprietäre Sentium® Technologie, eine Plattform, die für ihre hervorragenden Betriebstemperaturbereiche und Langzeitstabilität bekannt ist. Jeder LP2-Drucksensor wird in der hochmodernen Produktionsstätte von Merit Sensor in South Jordan, Utah, entwickelt, konstruiert, gefertigt, zerlegt, montiert, getestet und hergestellt. Diese vertikale Integration ermöglicht eine herausragende Qualitätskontrolle und Lieferkettensicherheit. Als Tochtergesellschaft von Merit Medical Systems, Inc. (NASDAQ: MMSI) bietet Merit Sensor zudem die Sicherheit eines zuverlässigen und erfahrenen Partners. 

Alle Produkte sind standardmäßig RoHS-konform und unterstützen umweltbewusste Designs. 

Marktanwendungen 

Logistik 

In industriellen Umgebungen sind präzise Luftstrom- und Druckmessungen entscheidend für Energiemanagement und Prozessoptimierung. Die LP2-Serie eignet sich besonders für HLK-Systeme, wo sie den Luftstrom überwacht und die VAV-Ventilsteuerung (variables Luftvolumen) unterstützt. Der stabile Betrieb über einen kompensierten Temperaturbereich (-10 °C bis 60 °C) und einen erweiterten Betriebsbereich (-40 °C bis 85 °C) gewährleistet Funktionalität auch unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen.  

Mit ihren konfigurierbaren Überdruck- und Unterdruckwarnungen kann die LP2-Serie als Schutzmechanismus für Belüftungs- und Luftmanagementsysteme dienen und Systemausfälle aufgrund unvorhergesehener Druckabweichungen verhindern. 

Medizintechnik  

Medizinische Geräte erfordern nicht nur hohe Genauigkeit, sondern auch Stabilität und Zuverlässigkeit über lange Wartungsintervalle. Die LP2-Serie bietet präzise Niederdruckmessung, die für Beatmungsgeräte entscheidend ist, da diese die Luftzufuhr zum Patienten präzise modulieren müssen. Dank ihrer schnellen Reaktionszeit – ermöglicht durch eine maximale Startzeit von 2.5 ms und eine digitale Aktualisierungsrate von 5 ms – eignet sie sich für dynamische Beatmungsanwendungen.  

Auch diagnostische und analytische Instrumente profitieren von der Stabilität und der hohen Auflösung der LP2-Serie (bis zu 22 Bits), der präzise Durchfluss- und Druckmessungen in komplexen Tests ermöglicht. Der geringe Stromverbrauch und der optionale Ruhemodus optimieren den Sensor für tragbare und batteriebetriebene medizinische Geräte. 

Privatkunden  

Im Verbraucherbereich arbeiten CPAP-Geräte (Continuous Positive Airway Pressure) zur Schlafapnoe-Therapie mit präziser Druckregulierung, um Patientensicherheit und Komfort zu gewährleisten. Die präzise Messung bei extrem niedrigem Druck, das kompakte Gehäuse mit Zinnendurchkontaktierungen für eine robuste Leiterplattenmontage und die flexiblen Kommunikationsmöglichkeiten machen die LP2-Serie ideal für diese Anwendungen. Die dauerhafte Leistungsstabilität minimiert zudem den Bedarf an Neukalibrierungen, was zu geringerem Wartungsaufwand und höherer Benutzerzufriedenheit beiträgt. 

Trockenes, nicht korrosives Gas 

Die LP2-Serie ist auch für den Einsatz in Laboren, der Umweltüberwachung und speziellen Industriegeräten konzipiert, die den Druck in trockenen, nicht korrosiven Gasen messen. Mit einem statischen Prüfdruck von 2.5-fachem Messbereich und Berstdrücken von 10 PSI (Niederdruckmodelle) bis 50 PSI (höhere Druckbereiche) ist der Sensor so konstruiert, dass er vorübergehende Überdruckereignisse ohne dauerhafte Beeinträchtigung übersteht. 

Highlights der LP2-Serie: Übersicht der wichtigsten Funktionen 

• Großer Druckbereich: Verfügbar von 150 Pa bis 7000 Pa, um unterschiedlichen Betriebsanforderungen gerecht zu werden. 

• Hohe Genauigkeit: Besser als 1.5 % FSO über den kompensierten Bereich, ohne dass eine manuelle Neukalibrierung erforderlich ist. 

• Digitale und analoge Ausgänge: Unterstützt I2C, SPI und analoge ratiometrische Ausgänge für eine einfache Integration. 

• Autozero und Mittelwertbildung des Ausgangssignals: Reduziert Offsetfehler nach dem Reflow und verbessert die Signalstabilität. 

• End-of-Conversion (EOC)-Flag: Macht Benutzer auf neue gültige Daten aufmerksam und vereinfacht so die Erfassung von Sensordaten. 

• Konfigurierbare EOC und Warnungen: Bietet Betriebsstatus- und Druckereigniswarnungen in Echtzeit. 

• Energieeffizient: Für stromsparende Anwendungen sind Schlaf- und Zyklusmodi verfügbar. 

• einfache Montage: Entworfen mit Zinnendurchkontaktierungen, was die Einfachheit und Zuverlässigkeit bei der PCB-Integration verbessert. 

• Robuste Umweltverträglichkeit: Voll funktionsfähig von -40°C bis 85°C. 

Fazit: Eine intelligente Wahl für die Messung von Niederdruck 

Die LP2-Serie stellt eine äußerst wettbewerbsfähige Lösung für die Sensorik bei extrem niedrigem Druck in einem breiten Marktspektrum dar. Sie vereint technische Spitzenleistung – einschließlich flexibler Ausgänge, hoher Genauigkeit und Umweltverträglichkeit – mit einem erschwinglichen Preis und ist damit die ideale Wahl für OEMs, die robuste und zukunftssichere Designs suchen.  

Ob in der Gebäudeautomatisierung, in lebenserhaltenden Geräten oder in Gesundheitsgeräten für Verbraucher – die LP2-Serie ermöglicht es Ingenieuren, strenge Leistungsanforderungen zu erfüllen, ohne Kompromisse bei den Kosten oder der Integrationskomplexität einzugehen. 

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Referenzen und weiterführende Literatur 

1. Merit Sensor. Datenblatt: LP2-Serie.