意大利阿托斯ATOS傳感器

目前，壓力傳感器在具體的應(yīng)用中主要用于控制和監(jiān)測(cè)。在汽車(chē)領(lǐng)域內(nèi)，MEMS壓力傳感器主要用來(lái)對(duì)燃油壓力、輪胎壓力、氣囊壓力以及管道壓力進(jìn)行測(cè)量；在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，MEMS壓力傳感器主要用于診斷系統(tǒng)及檢測(cè)系統(tǒng)；在航天航空領(lǐng)域，MEMS壓力傳感器主要用來(lái)對(duì)航天飛行器和宇宙飛船的姿態(tài)進(jìn)行控制；在工業(yè)領(lǐng)域，MEMS壓力傳感器在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)主要對(duì)精度、功耗和可靠度這三個(gè)指標(biāo)要求；再消費(fèi)領(lǐng)域，MEMS傳感器在消費(fèi)電子領(lǐng)域的應(yīng)用包括運(yùn)動(dòng)/墜落檢測(cè)、導(dǎo)航數(shù)據(jù)補(bǔ)償、游戲/人機(jī)界面等。汽車(chē)行業(yè)是MEMS壓力傳感器也是大的市場(chǎng)。

壓力傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域
壓力傳感器主要應(yīng)用于：增壓缸、增壓器、氣液增壓缸、氣液增壓器、壓力機(jī)，壓縮機(jī)，空調(diào)制冷設(shè)備等領(lǐng)域。

1、應(yīng)用于液壓系統(tǒng)
壓力傳感器在液壓系統(tǒng)中主要是來(lái)完成力的閉環(huán)控制。當(dāng)控制閥芯突然移動(dòng)時(shí)，在極短的時(shí)間內(nèi)會(huì)形成幾倍于系統(tǒng)工作壓力的尖峰壓力。在典型的行走機(jī)械和工業(yè)液壓中，如果設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮到這樣的工況，任何壓力傳感器很快就會(huì)被破壞。需要使用抗沖擊的壓力傳感器，壓力傳感器實(shí)現(xiàn)抗沖擊主要有2種方法，一種是換應(yīng)變式芯片，另一種方法是外接盤(pán)管，一般在液壓系統(tǒng)中采用種方法，主要是因?yàn)榘惭b方便。此外還有一個(gè)原因是壓力傳感器還要承受來(lái)自液壓泵不間斷的壓力脈動(dòng)。

2.應(yīng)用于安全控制系統(tǒng)
壓力傳感器在安全控制系統(tǒng)中經(jīng)常應(yīng)用，主要針對(duì)的領(lǐng)域是空壓機(jī)自身的安全管理系統(tǒng)。在安全控制領(lǐng)域有很多傳感器應(yīng)用，壓力傳感器作為一種非常常見(jiàn)的傳感器，在安全控制系統(tǒng)中應(yīng)用也不足為奇。

意大利阿托斯ATOS傳感器

在安全控制領(lǐng)域應(yīng)用一般從性能方面來(lái)考慮，從價(jià)格上的考慮，還有從實(shí)際操作的安全性方便性來(lái)考慮，實(shí)際證明選擇壓力傳感器的效果非常好。壓力傳感器利用機(jī)械設(shè)備的加工技術(shù)將一些元件以及信號(hào)調(diào)節(jié)器等裝置安裝在一塊很小的芯片上面。所以體積小也是它的優(yōu)點(diǎn)之一，除此之外，價(jià)格便宜也是它的另一大優(yōu)點(diǎn)。在一定程度上它能夠提高系統(tǒng)測(cè)試的準(zhǔn)確度。在安全控制系統(tǒng)中，通過(guò)在出氣口的管道設(shè)備中安裝壓力傳感器來(lái)在一定程度上控制壓縮機(jī)帶來(lái)的壓力，這算是一定的保護(hù)措施，也是非常有效的控制系統(tǒng)。當(dāng)壓縮機(jī)正常啟動(dòng)后，如果壓力值未達(dá)到上限，那么控制器就會(huì)打開(kāi)進(jìn)氣口通過(guò)調(diào)整來(lái)使得設(shè)備達(dá)到大功率。

3.應(yīng)用于注塑模具
壓力傳感器在注塑模具中有著重要的作用。壓力傳感器可被安裝在注塑機(jī)的噴嘴、熱流道系統(tǒng)、冷流道系統(tǒng)和模具的模腔內(nèi)，它能夠測(cè)量出塑料在注模、充模、保壓和冷卻過(guò)程中從注塑機(jī)的噴嘴到模腔之間某處的塑料壓力。

4.應(yīng)用于監(jiān)測(cè)礦山壓力
作為礦山壓力監(jiān)控的關(guān)鍵性技術(shù)之一。一方面，我們應(yīng)該正確應(yīng)用已有的各種傳感器來(lái)為采礦行業(yè)服務(wù);另一方面，作為傳感器廠家還要研制和開(kāi)發(fā)新型壓力傳感器來(lái)適應(yīng)更多的采礦行業(yè)應(yīng)用。壓力傳感器有多種，而基于礦山壓力監(jiān)測(cè)的特殊環(huán)境，礦用壓力傳感器主要有：振弦式壓力傳感器、半導(dǎo)體壓阻式壓力傳感器、金屬應(yīng)變片式壓力傳感器、差動(dòng)變壓器式壓力傳感器等。這些傳感器在礦產(chǎn)行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用，具體使用哪種傳感器還有根據(jù)具體的采礦環(huán)境進(jìn)行選擇。

5.應(yīng)用于促進(jìn)睡眠
壓力傳感器本身無(wú)法促進(jìn)睡眠，我們只是將壓力傳感器放在床墊地下，由于壓力傳感器具有高靈敏度，當(dāng)人發(fā)生翻身、心跳以及呼吸等有關(guān)的動(dòng)作時(shí)，傳感器會(huì)分析這一系列信息，去推斷睡眠人睡覺(jué)處于一個(gè)什么狀態(tài)，然后通過(guò)對(duì)傳感器的分析，收集傳感器的信號(hào)得到心跳和呼吸節(jié)奏等睡眠的數(shù)據(jù)，后將所有數(shù)據(jù)處理譜成一首段的曲目，當(dāng)然能將你一個(gè)晚上的睡眠壓縮成一首幾分鐘的音樂(lè)。

 E-ATR-5/100  
E-ATR-5/100/I 10  
E-ATR-5/160 
E-ATR-5/160/I 10 
E-ATR-5/250
E-ATR-5/250/I 
E-ATR-5/400 10 
E-ATR-5/400/I 10 
E-ATR-6/100 10 
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E-ATR-6/160 10 
E-ATR-6/160/I 10 
E-ATR-6/250/I 10  
E-ATR-6/400/I 10 

電路設(shè)計(jì)是傳感器是否*的關(guān)鍵因素，由于傳感器輸出端都是很微小的信號(hào)，如果因?yàn)樵肼晫?dǎo)致有用的信號(hào)被淹沒(méi)，那就得不償失了，所以加強(qiáng)傳感器電路的抗干擾設(shè)計(jì)尤為重要。在這之前，我們必須了解傳感器電路噪聲的來(lái)源，以便找出更好的方法來(lái)降低噪聲?？偟膩?lái)說(shuō)，傳感器電路噪聲主要有一下七種：

低頻噪聲
低頻噪聲主要是由于內(nèi)部的導(dǎo)電微粒不連續(xù)造成的。特別是碳膜電阻，其碳質(zhì)材料內(nèi)部存在許多微小顆粒，顆粒之間是不連續(xù)的，在電流流過(guò)時(shí)，會(huì)使電阻的導(dǎo)電率發(fā)生變化引起電流的變化，產(chǎn)生類(lèi)似接觸不良的閃爆電弧。另外，晶體管也可能產(chǎn)生相似的爆裂噪聲和閃爍噪聲，其產(chǎn)生機(jī)理與電阻中微粒的不連續(xù)性相近，也與晶體管的摻雜程度有關(guān)。

半導(dǎo)體器件產(chǎn)生的散粒噪聲
由于半導(dǎo)體 PN 結(jié)兩端勢(shì)壘區(qū)電壓的變化引起累積在此區(qū)域的電荷數(shù)量改變，從而顯現(xiàn)出電容效應(yīng)。當(dāng)外加正向電壓升高時(shí)，N 區(qū)的電子和 P 區(qū)的空穴向耗盡區(qū)運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于對(duì)電容充電。當(dāng)正向電壓減小時(shí)，它又使電子和空穴遠(yuǎn)離耗盡區(qū)，相當(dāng)于電容放電。當(dāng)外加反向電壓時(shí)，耗盡區(qū)的變化相反。當(dāng)電流流經(jīng)勢(shì)壘區(qū)時(shí)，這種變化會(huì)引起流過(guò)勢(shì)壘區(qū)的電流產(chǎn)生微小波動(dòng)，從而產(chǎn)生電流噪聲。其產(chǎn)生噪聲的大小與溫度、頻帶寬度△f 成正比。

高頻熱噪聲
高頻熱噪聲是由于導(dǎo)電體內(nèi)部電子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。溫度越高，電子運(yùn)動(dòng)就越激烈。導(dǎo)體內(nèi)部電子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)會(huì)在其內(nèi)部形成很多微小的電流波動(dòng)，因其是無(wú)序運(yùn)動(dòng)，故它的平均總電流為零，但當(dāng)它作為一個(gè)元件(或作為電路的一部分)被接入放大電路后，其內(nèi)部的電流就會(huì)被放大成為噪聲源，特別是對(duì)工作在高頻頻段內(nèi)的電路高頻熱噪聲影響尤甚。

通常在工頻內(nèi)，電路的熱噪聲與通頻帶成正比，通頻帶越寬，電路熱噪聲的影響就越大。以一個(gè) 1kΩ的電阻為例，如果電路的通頻帶為 1MHz，則呈現(xiàn)在電阻兩端的開(kāi)路電壓噪聲有效值為 4μV(設(shè)溫度為室溫 T=290K)?？雌饋?lái)噪聲的電動(dòng)勢(shì)并不大，但假設(shè)將其接入一個(gè)增益為 106 倍的放大電路時(shí)，其輸出噪聲可達(dá) 4V，這時(shí)對(duì)電路的干擾就很大了。

電路板上的電磁元件的干擾
許多電路板上都有繼電器、線圈等電磁元件，在電流通過(guò)時(shí)其線圈的電感和外殼的分布電容向周?chē)椛淠芰?，其能量?huì)對(duì)周?chē)碾娐樊a(chǎn)生干擾。像繼電器等元件其反復(fù)工作，通斷電時(shí)會(huì)產(chǎn)生瞬間的反向高壓，形成瞬時(shí)浪涌電流，這種瞬間的高壓對(duì)電路將產(chǎn)生沖擊，從而嚴(yán)重干擾電路的正常工作。

晶體管的噪聲
晶體管的噪聲主要有熱噪聲、散粒噪聲、閃爍噪聲。
熱噪聲是由于載流子不規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)通過(guò) BJT 內(nèi) 3 個(gè)區(qū)的體電阻及相應(yīng)的引線電阻時(shí)而產(chǎn)生。其中 rbb 所產(chǎn)生的噪聲是主要的。
通常所說(shuō)的 BJT 中的電流，只是一個(gè)平均值。實(shí)際上通過(guò)發(fā)射結(jié)注入到基區(qū)的載流子數(shù)目，在各個(gè)瞬時(shí)都不相同，因而發(fā)射極電流或集電極電流都有無(wú)規(guī)則的波動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生散粒噪聲。
由于半導(dǎo)體材料及制造工藝水平使得晶體管表面清潔處理不好而引起的噪聲稱(chēng)為閃爍噪聲。它與半導(dǎo)體表面少數(shù)載流子的復(fù)合有關(guān)，表現(xiàn)為發(fā)射極電流的起伏，其電流噪聲譜密度與頻率近似成反比，又稱(chēng) 1/f 噪聲。它主要在低頻(kHz 以下)范圍起主要作用。

電阻器的噪聲
電阻的干擾來(lái)自于電阻中的電感、電容效應(yīng)和電阻自身的熱噪聲。例如一個(gè)阻值為 R 的實(shí)芯電阻，可等效為電阻 R、寄生電容 C、寄生電感 L 的串并聯(lián)。寄生電容為 0.1～0.5pF，寄生電感為 5～8nH。在頻率高于 1MHz 時(shí)，這些寄生電感電容就不可無(wú)視了。

電阻都產(chǎn)生熱噪聲，一個(gè)阻值為 R 的電阻(或 BJT 的體電阻、FET 的溝道電阻)未接入電路時(shí)，在頻帶 B 內(nèi)所產(chǎn)生的熱噪聲電壓式中：k 為玻爾茲曼常數(shù);T 是溫度(單位：K)。熱噪聲電壓自身是一個(gè)非周期變化的時(shí)間函數(shù)，它的頻率范圍是很寬廣。所以寬頻帶放大電路受噪聲的影響比窄頻帶大。

電阻產(chǎn)生接觸噪聲，接觸噪聲電壓式中：I 為流過(guò)電阻的電流均方值;f 為頻率;k 是與資料幾何外形有關(guān)的常數(shù)。因?yàn)?Vc 在低頻段起著重要的作用，所以它是低頻傳感器的主要噪聲源。

集成電路的噪聲
集成電路的噪聲干擾一般有兩種：一種是輻射式，一種是傳導(dǎo)式。這些噪聲尖刺對(duì)于接在同一交流電網(wǎng)上的其他電子設(shè)備會(huì)產(chǎn)生較大影響。噪聲頻譜擴(kuò)展至 100MHz 以上。在實(shí)驗(yàn)室中，可以用高頻示波器(100MHz 以上)觀察一般單片機(jī)系統(tǒng)板上某個(gè)集成電路電源與地引腳之間的波形，會(huì)看到噪聲尖刺峰 - 峰值可達(dá)數(shù)百毫伏甚至伏級(jí)。