Sensores de presión MEMS – Métodos de detección y tipos de medición de presión

Sensores de presión MEMS

Los sensores de presión son un tipo común de instrumento de presión y se utilizan en una variedad de industrias. Los usuarios que utilizan sensores de presión para determinar cómo detectar el sensor de presión de micropresión son muy importantes para detectar el sensor de presión de micropresión según el propósito de los diferentes elementos de detección no son los mismos, por supuesto, el método de detección también será diferente. Hoy me gustaría presentarles los tres métodos de detección más utilizados para sensores de presión, espero poder ayudarles.

1. Detección de presurización

Verifique que el método único es: a la fuente de alimentación del sensor, soplando el sensor de presión con la boca de los orificios conductores de aire, con un archivo de voltaje multímetro para detectar la salida del cambio de voltaje del sensor. Si la sensibilidad relativa del sensor de presión diferencial es muy grande, la cantidad de cambio será obvia. Si no hay ningún cambio, es necesario cambiar a una fuente de presión de aire para aplicar presión.

Utilizando los métodos anteriores, básicamente se puede detectar el estado de un sensor. Si se requiere una detección precisa, es necesario utilizar una fuente de presión estándar para aplicar presión al sensor de presión diferencial y calibrar el sensor de acuerdo con la magnitud de la presión y la cantidad de cambio en la señal de salida. Y si las condiciones lo permiten, la detección de temperatura de los parámetros pertinentes.

2. Detección de punto cero

Usando un archivo de voltaje multímetro, detecte la salida del punto cero del sensor sin aplicar presión. Esta salida es generalmente un voltaje de nivel mV, si excede las especificaciones técnicas del sensor, significa que la desviación cero del sensor está fuera de rango.

3. Detección de puentes,

la detección principal del circuito del sensor es correcta, generalmente un circuito de puente completo de Wheatstone, el uso de ohmios multímetro, la medición de la impedancia entre las entradas, así como la impedancia entre las salidas, las dos impedancias son la impedancia de entrada y salida del Sensor de presión MEMS. Si la impedancia es infinitamente grande, el puente se rompe, lo que indica que hay un problema con el sensor o que la definición del pin no se juzga correctamente.

Todos los sensores Los puntos de presión del sensor son consejos de aplicación que se pueden utilizar con sensores de presión microelectromecánicos (MEMS) para simplificar el diseño y evitar errores comunes.

Punto de presión 1: Sensores de presión MEMS - Tipo de medición de presión

El advenimiento de Sensores de presión MEMS ha cambiado la forma en que los diseñadores de sistemas y los ingenieros de aplicaciones miden la presión. La simplicidad de uso, el tamaño pequeño, el bajo costo y la robustez permiten que estos sensores manejen el control de procesos industriales y automotrices, así como aplicaciones de dispositivos médicos y portátiles. Por ejemplo, las mediciones de altitud de alta precisión en dispositivos de navegación portátiles, como teléfonos inteligentes con acelerómetros de tres ejes, giroscopios y magnetómetros, pueden sumar hasta una décima de grado de libertad. Las mediciones de presión permiten a los dispositivos de navegación localizar el piso exacto de un destino.

Los sensores de presión MEMS normalmente miden la diferencia de presión a través de un diafragma de silicio. Como se muestra en la Figura 1, existen tres tipos:

Presión manométrica (a), una medición de presión donde el punto cero es un punto de referencia para la presión atmosférica local.

Presión absoluta (b), una medición de presión cuyo punto cero se basa en el vacío absoluto sellado dentro de la oblea.

Presión diferencial (c), la diferencia entre dos presiones cualesquiera se denomina presión diferencial (delta P o ΔP).

En estos diseños, el diafragma se graba micromecánicamente, que es un proceso de grabado químico. Las técnicas de medición pueden incluir capacitivas o resistivas (piezoeléctricas o piezoresistivas). El diseño piezoresistivo se muestra en la Figura 1. Un vacío es una presión manométrica negativa o un valor por debajo de la presión atmosférica. Al especificar o discutir el tipo de medición de presión, es importante identificar el tipo de medición para transmitir una descripción precisa de la técnica de medición. La Tabla 1 muestra los requisitos del sensor para varias mediciones comunes.

Tabla 1. Comparación de mediciones de presión comunes y tipos de medición.

Presión atmosférica y altitud.

Se supone que la medida de presión más básica es la presión atmosférica. La presión atmosférica estándar al nivel del mar es 29,92 pulgadas de mercurio (Hg) (760 mm Hg (Torr) o 14,696 psi). La presión atmosférica disminuye al aumentar la altitud y aumenta al disminuir la altitud. Los patrones climáticos bajos y altos disminuyen o aumentan la presión atmosférica. Los barómetros sin fluido proporcionan mediciones de presión absoluta.

Un altímetro es un manómetro (medición) de presión absoluta que muestra la altitud sobre el nivel del mar. La conversión de la presión del aire a altitud suele realizarse mediante el uso de un altímetro. Por ejemplo, una altitud de 10.000 pies sobre el nivel del mar es 10,1 psia (69,7 kPa). La altitud de presión (Alto) se puede calcular usando esta ecuación:

Detener = (1-(psta/1013.25)^0.190284)x145366.45 Ec. 1

Donde Halt es la elevación en pies y psta es la presión en milibares (mBar) o hectopascales (hPa)

Altura de la columna de líquido

Para un líquido estándar, la presión absoluta a la profundidad H en el líquido se define como: Pabs = P + (ρ x g x H) Ec. 2

Observación.
Pabs es la presión absoluta a la profundidad H en kg/m-s 2 (o Pa).

P es la presión externa en la parte superior del líquido, generalmente la presión atmosférica abierta.

Densidad del líquido (por ejemplo, 1 g/cm3 para agua pura, 1,025 g/cm3 para salmuera a 4°C)

g es la aceleración de la gravedad (g = 9,81/s2) (32,174 pies/s2))

H es la profundidad en metros o pies.

Profundidad del agua

Según la ecuación. 2, el aumento de presión de un objeto submarino se basa en la densidad y profundidad del líquido. Las mediciones de profundidad comunes incluyen agua dulce o agua salada. Para agua dulce, el aumento de presión es de 0,43 psi por pie, y en agua salada, es 0.44 psi por pie. El manómetro sumergido (SPG) o el manómetro de profundidad del buzo es una lectura de presión absoluta. La calculadora de inmersión proporciona el tiempo necesario para un ascenso seguro porque incluso una profundidad de 100 pies produce una presión de 400 kPa (3,951 atmósferas o 58,1 psi).

Flujo de tubería

Varios factores determinan la caída de presión que ocurre en aplicaciones de flujo de fluidos, incluido el flujo laminar versus turbulento, la velocidad, la viscosidad en movimiento y el número de Reynolds, la rugosidad dentro de la tubería, así como el diámetro, la longitud y los factores de forma. Las placas de orificio, los tubos venturi y las boquillas simplifican la situación. En estos casos (ver Fig. 2) el caudal está relacionado con ΔP (p1-p2):

q = cd π/4 D22 [2(P1 – P2)/p(1 – d4)]1/2

Observación.
q es el caudal en m3/s

cd es el coeficiente de flujo, relación de área = A2/A1.

P1 y P2 están en unidades de N/m2.

Ρ es la densidad del fluido en kg/m3.

D2 es el diámetro del orificio, venturi o boquilla (m)

D1 es el diámetro de la tubería aguas arriba y aguas abajo (m)

d=relación de diámetro D2/D1

Figura 2.p Elemento de medición de fluidos.

FIN

Scroll al inicio

Contáctenos