Componentes internos del sensor de presión de la serie TVC

Tres tipos comunes de paquetes de sensores de presión

En el corazón de cada sensor de presión MEMS hay una matriz de silicio MEMS. Merit Sensor posee y opera una fábrica de obleas, donde produce todos sus propios MEMS mueren. Empaquetar un troquel MEMS requiere equipo y habilidades especializados para manejar el troquel pequeño y sensible y para realizar una delicada unión de cables. Por lo tanto, muchos clientes compran paquetes de sensores de presión, en los que la matriz ya ha sido montada y unida con alambre. Este artículo discutirá los tres tipos de paquetes de Merit Sensor: descompensado, compensado pasivamentey totalmente compensado.

Sin compensación

El paquete de sensor de presión más básico no está compensado. En un paquete no compensado, el troquel MEMS se ha montado en un sustrato cerámico con un material especial de unión por troquel, se ha unido con alambre a trazas eléctricas en la cerámica y se ha cubierto con una tapa protectora o gel. Dado que cada troquel de silicio es inherentemente único, la salida de cada uno será única. Afortunadamente, las matrices de silicio tienen salidas que son muy repetibles. Esto significa que la salida se puede compensar.

Componentes internos del sensor de presión de la serie PMD

Sensor de presión de la serie PMD: no compensado

Para obtener una salida precisa, el cliente deberá realizar algún grado de compensación. Ciertas aplicaciones se prestan a la compensación realizada por el cliente. Los factores que a menudo determinarán si la compensación la realiza Merit Sensor o el cliente incluyen los siguientes:

  • Costo
  • Exactitud
  • Tamaño
  • Señal de salida

Compensación pasiva

Una versión más lista para usar de un paquete de sensor de presión, especialmente para usar a temperatura ambiente, es una con compensación pasiva. En este caso, el paquete de sensor de presión es básicamente el mismo que un paquete no compensado; sin embargo, las resistencias de película gruesa sobre el sustrato cerámico se han recortado con láser, lo que proporciona una compensación adecuada de la salida de la matriz a temperaturas de funcionamiento entre 10 ° C y 40 ° C.

Resistencia de película gruesa recortada con láser en el sensor de presión de la serie AP

Sensor de presión de la serie AP: compensado pasivamente

Para aplicaciones, como la monitorización invasiva de la presión arterial en una habitación de hospital, la compensación en este rango de temperatura es suficiente. Otros beneficios de la compensación pasiva son la señal analógica pura con una resolución prácticamente infinita y tiempos de respuesta de frecuencia en microsegundos.

Totalmente compensado

En un paquete de sensor de presión totalmente compensado, el acondicionamiento de señal (un ASIC integrado) se utiliza para compensar la salida del dado en un amplio intervalo de temperatura. Un troquel de silicio MEMS no conoce la diferencia entre presión y temperatura, por lo que este nivel de compensación es especialmente crítico en aplicaciones donde la temperatura del entorno de detección fluctúa drásticamente o alcanza niveles extremos altos o bajos. La compensación a través del acondicionamiento de la señal puede proporcionar una salida lineal y hacer que esa salida sea tan precisa como ± 1 por ciento de la salida de escala completa (± 1% FS de banda de error total) en temperaturas de funcionamiento entre -40 ° C y 150 ° C.

Puente de Wheatstone con ASIC

Puente de Wheatstone en un dado MEMS con un ASIC integrado

Si usamos bombas de combustible en aviones y rieles de combustible en vehículos, por ejemplo, es típico que los sensores de presión estén expuestos a temperaturas extremas; sin embargo, es esencial que estos sensores de presión ofrezcan una salida precisa. Un sensor de presión totalmente compensado sería la solución adecuada.

Componentes internos del sensor de presión de la serie TVC

Sensor de presión de la serie TVC: totalmente compensado

Es importante enfatizar que cada sensor de presión requerirá una compensación individual, ya que cada uno tendrá una salida única inherente a su matriz MEMS. Muchos clientes simplemente no tienen el tiempo o el equipo para hacer esto de manera logística o económica con cada unidad que pasa por su línea de ensamblaje.

Merit Sensor tiene la experiencia y el equipo para manejar este paso necesario para el cliente. Además, a menudo, aunque no siempre, tiene sentido que la compensación se realice antes de que la pieza salga de nuestras instalaciones. No obstante, hemos dejado opciones para aquellos clientes que opten por realizar su propia compensación. Como siempre, nuestro jefes de ventas y equipo técnico estará encantado de responder cualquier pregunta relacionada.