圧力トランスデューサは圧力を正確に測定できます。 加えられた圧力を電気信号に変換し、アクティブまたはパッシブ圧力測定デバイスとして分類できます。

さまざまなデザインの 圧力トランスデューサ 絶対圧力測定が必要か相対圧力測定が必要かに応じて利用できます。

圧力トランスデューサは、もともと最小限の圧力変化を測定するために開発されましたが、薄膜、シリコン、石英ベースのデバイスの導入により、1960 年代から 70 年代にかけて広く商業的に採用されるようになりました。 このため、低圧と高圧の両方を測定するための一般的な選択肢となりました。¹

圧力トランスデューサは、感圧デバイスとデバイスの変化を電気信号に変換する変換素子という XNUMX つの主要コンポーネントで構成されます。

圧力トランスデューサには、ひずみゲージの変位や膜の移動などの方法を利用した複数の設計が存在します。 設計の選択は、測定する必要がある圧力範囲によって異なります。

圧力トランスデューサーはどのように動作するのですか?

圧力トランスデューサは、測定対象が静止しているか、加えられた力を受けているかに応じて、静圧または動圧を測定します。²

ピエゾ抵抗ひずみゲージは、静圧の測定に一般的に使用されます。

これらのゲージはダイヤフラムに取り付けられており、ダイヤフラムは圧力下で変形し、抵抗の変化を引き起こし、測定可能な電気信号を提供します。 この抵抗の変化は、回路構成を使用して測定可能な電圧に変換されます。

高小型圧力トランスデューサの場合、 微小電気化学システム （MEMS）デバイスを使用しています。

MEMS ベースの圧力トランスデューサは、より大型の圧力トランスデューサと同様の原理で動作し、感知媒体の変形によって電気信号が生成されます。 ただし、MEMS デバイスははるかに小さく、わずかな圧力変化にも応答します。³

無人航空機 (UAV) での環境モニタリングなどの遠隔アプリケーションでは、MEMS センサーは低消費電力や軽量構造などの利点を提供します。⁴

メリットセンサー Sシリーズ

Merit Sensor が開発した S シリーズは、センサーの開発と製造における優れた成果です。 これらの MEMS シリコン圧力ダイは、センシング媒体として薄くて柔軟なダイヤフラムを利用しています。

圧力によって生じるダイヤフラムのたわみにより、XNUMX つのプレート間の静電容量が変化します。 この変化は電気信号に変換され、圧力の測定値が得られます。

圧力検知において比類のないパフォーマンス、精度、信頼性を実現するために、S シリーズは Merit Sensor の最先端の MeritUltra™ テクノロジーを活用しています。 これらのダイは、5 ～ 300 psi のさまざまな圧力にわたって効果的に動作するように設計されており、さまざまな用途に適しています。

MeritUltra™ テクノロジーを組み込むことにより、S シリーズ ダイは、性能を損なうことなく 40 °C ～ 150 °C という優れた動作温度範囲を実現します。

S シリーズ ダイの優れた精度により、設計者はフル スケールの 0.1% を超える精度を達成できるため、最も要求の厳しい高精度アプリケーションにも適しています。 S シリーズはガラスありとガラスなしでご利用いただけます。

比類のない精度と信頼性

高品質の校正は圧力センシングにおいて重要な要素です。 ダイアフラムの動きを意味のある圧力値に正確に変換するには、加えられた圧力に応じた抵抗変化の徹底的な特性評価が必要です。

これを確実にするために、すべての Sシリーズダイ 米国ユタ州サウスジョーダンにある Merit Sensor Systems のウエハ工場で製造される際に、ウエハレベルで電気テストを受けます。 ダイは、回路基板上に実装し、必要な信号増幅電子機器を組み込むことによってパッケージ化できます。

広範かつ厳密なテストおよび校正手順が採用されており、ダイが信頼性の高い測定をすぐに提供できる状態にあることが保証されます。

S シリーズ ダイの堅牢性、信頼性、優れた技術的パフォーマンスにより、圧力トランスデューサを構築する際の多くのエンジニアにとって好ましい選択肢となっています。

幅広い環境条件への適合性、優れた感度、コンパクトな設置面積により、コンポーネントが信頼性と性能に関する追加の規制要件を満たす必要がある産業、自動車、医療分野を含む多くのアプリケーションに最適です。

クライアントが航空宇宙、自動車、医療機器エンジニアリング、またはその他のアプリケーションで圧力トランスデューサを必要とするかどうかにかかわらず、メリット センサー システムズに連絡することで、最先端の圧力ダイを自社のデバイスに組み込むメリットを探ることができ、信頼性とパフォーマンスが向上しました。

Merit Sensor の経験豊富な専門チームによる支援と専門的なサポートにより、クライアントは高い測定の信頼性、包括的な販売前および販売後のサポート、および専門的な技術アドバイスを受けられます。

参考文献と参考資料

1. ミデルフック、S. (2000)。 第 82 回トランスデューサー カンファレンスの祝賀: トランスデューサーの研究開発の過去、現在、未来。 センサーとアクチュエーター、2、23–XNUMX。 https://doi.org/10.1016/S0924-4247(99)00395-7
2. ベジタリアン州ビーン (1994)。 動的圧力計測。 メトロギア、30、737。 https://doi.org/10.1088/0026-1394/30/6/037
3. アダムス、TM、レイトン、RA (2010)。 MEMS の製造と応用の入門。 https://doi.org/10.1007/978-0-387-09511-0
4. ジャン JS、リカルド D. (2006)。 低コストの MEMS センサーと組み込みコンピューティング プラットフォームを使用した小型 UAVS の自動化。 2006 IEEE/AIAA 第 25 回デジタル アビオニクス システム会議、1 ～ 9。 https://doi.org/10.1109/DASC.2006.313772

詳細については、に公開されたこの記事をご覧ください。 AZO材料