Mierzy się odkształcenie elementu sprężystego ciśnieniomierza

Prezentacja na temat: "Mierzy się odkształcenie elementu sprężystego ciśnieniomierza"— Zapis prezentacji:

1 Mierzy się odkształcenie elementu sprężystego ciśnieniomierza
Czujniki do pomiaru ciśnień Metoda pomiaru : Mierzy się odkształcenie elementu sprężystego ciśnieniomierza Mierzy się: a) nadciśnienie b) ciśn. absolutne c) różnicę ciśnień Elementy sprężyste a) membrany, b) puszki, c) mieszki, d) rurki

2 Elementy odkształcalne rurkowe
Jednorodna Z wewnętrznym trzpieniem Asymetryczna Bourdona

3 Elementy odkształcane -puszkowe
pojedyncze wielokrotne

4 Elementy odkształcalne mieszkowe

5 Elementy odkształcane - membrany
cienka gruba falista

6 Indukcyjnościoweczujniki ciśnień

7 Tensometryczny czujnik ciśnienia - z mechanicznym elementem przeniesienia siły

8 Tensometryczny czujnik ciśnień rurowy
p

9 Tensometryczne czujniki ciśnień z membraną
p

10 Tensometryczny czujnik ciśnień
membrana:  5 do 30 mm właściwości: od 10 kPa do 50 MPa zakres: 60 do 130 kHz częstotl.własna: 0,3% nieliniowość: 0,3% histereza: 175% przeciążalność: 2 mV/V Efektywność przetwarzania sygnału:

11 Pojemnościowe czujniki ciśnień
Z przewarzaniem na częstotliwość Okł.nieruchoma Okł. ruchoma Obudowa

12 Pojemnościowy różnicowy czujnik ciśnień
Membrany separujące p1 p2 Wypełnienie olejowe C1 C2

13 Pojemnościowe czujniki ciśnień
zakres: 0,2 do 42 MPa Pojemność pomiędzy okładkami : 10 pF Zmiana pojemności: 1 pF parametry: Pojemnościowe różnicowe czujniki ciśnień wypełnienie: olej parametry: od 70 do 350 kPa zakresy: 2,5 V wyjście: 0,1% nieliniowość: histereza: 0,03% powtarzalność:

14

15 MIKROMECHANIKA KRZEMOWA

16 WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE MODUŁ YOUNGA WYTRZYMAŁOŚĆ
KRZEMU MODUŁ YOUNGA WYTRZYMAŁOŚĆ SZKŁO N/m 10 2 . ALUMINIUM • N/m ,17• 10 N/m 10 2 9 ŻELAZO • N/m ,7•10 N/m 10 2 9 STAL •10 N/m ,1•10 N/m 10 2 9 KRZEM •10 N/m •10 N/m 10 2 9

17 WŁASNOŚCI MECHANICZNE
KRZEMU Twardość w skali Mohsa 1. Talk - bardzo miękki minerał, można go łatwo zarysować ludzkim paznokciem 2. Gips - można go zarysować paznokciem aczkolwiek z trudem 3. Kalcyt - można go zarysować monetą 4. Fluoryt - można go łatwo zarysować ostrzem noża 5. Apatyt - można go z trudem zarysować ostrzem stalowym, zaś nim samym można z trudnością zarysować szkło 6. Ortoklaz - można nim łatwo zarysować szkło 7. Kwarc (tlenek krzemu) - można nim łatwo zarysować szkło i stal 8. Topaz - można nim łatwo zarysować kwarc 9. Korund - można nim łatwo zarysować kwarc oraz topaz 10. Diament - najtwardsza substancja spośród występujących w przyrodzie

18 PŁASZCZYZNY KRYSTALOGRAFICZNE
x z y (100) x z y x z y (110) (111)

19 WYTWORZENIE MEMBRANY KRZEMOWEJ I etap UTLENIANIE SiO 2 Si

20 Si SiO Fotoresist Maska WYTWORZENIE MEMBRANY KRZEMOWEJ
II etap FOTOLITOGRAFIA SiO 2 Maska Fotoresist Si

21 Si SiO Fotoresist Maska WYTWORZENIE MEMBRANY KRZEMOWEJ
III etap FOTOLITOGRAFIA SiO 2 Maska Fotoresist Si

22 WYTWORZENIE MEMBRANY KRZEMOWEJ IV etap TRAWIENIE KRZEMU Si

23 ANIZOTROPOWE TRAWIENIE
KRZEMU 1) SiO 2 (rezyst) 54.7 <111> <100> Si

24 Czujniki piezorezystywne ciśnienia oparte są
na pomiarze naprężeń proporcjonalnych do różnicy ciśnień występujących po obu stronach membrany. Naprężenia mierzone są przy pomocy piezorezystorów (rezystorów dyfuzyjnych wykonanych w membranie). Efekt piezorezystywny jest silnie anizotropowy i mocno zależy od orientacji krystalograficznej.

25 WYTWORZENIE STRUKTURY
CZUJNIKA FOSFOR warstwa p + Si SiO 2

26 WYTWORZENIE STRUKTURY
CZUJNIKA SiO 2 warstwa p + REZYSTOR Si

27 UKŁAD MOSTKOWY REZYSTORÓW
STRUKTURA CZUJNIKA UKŁAD MOSTKOWY REZYSTORÓW REZYSTOR 1 mm

28 UKŁAD MOSTKOWY REZYSTORÓW
1 R 3 U Z R 4 R 2

29 CIŚNIENIE NIŻSZE Si CIŚNIENIE WYŻSZE Si PODŁOŻE SZKLANE

30 STRUKTURA TRANZYSTORA
ZINTEGROWANY CZUJNIK CIŚNIENIA STRUKTURA TRANZYSTORA BIPOLARNEGO STRUKTURA CZUJNIKA K E B Si PODŁOŻE SZKLANE

31 POJEMNOŚCIOWY CZUJNIK
CIŚNIENIA MEMBRANA Si PODŁOŻE SZKLANE ELEKTRODY

32 POJEMNOŚCIOWY CZUJNIK
DOTYKOWY A A MEMBRANA ELEKTRODY Si PODŁOŻE SZKLANE

33 WYTWORZENIE BELKI KRZEMOWEJ I etap UTLENIANIE SiO 2 Si

34 WYTWORZENIE BELKI KRZEMOWEJ II etap DOMIESZKOWANIE BOREM BOR Si

35 Si WYTWORZENIE BELKI KRZEMOWEJ III etap UTLENIANIE I FOTOLITOGRAFIA p
warstwa p + Si

36 Piezorezystancyjnye czujniki ciśnień f-my Kleber
absolutny względny

37 Piezorezystancyjnye czujniki ciśnień f-my Kleber
Różnicowy, medium doprowadzone dwystronnie Względny, medium doprowadzone jednostronnie

38 Przetwornik ciśnienia 3051
Przyciski do nastawienia zera i zakresu Bardzo prosta obsługa Płytka z elektroniką Ma obudowaną konstrukcję typu plug-in i ulepszone zamocowanie Obudowa elektroniki Kompatybilna ze standardem Fieldbus, pozostawia dużo miejsca na przewody Nowe możliwości softwerowe Wyświetlacze typu LCD, sygnały ostrzegawecze kompatybilne ze standardem NAMUR i możliwość nastawienia granic przekroczenia zakresu. Listwa zaciskowa Zawiera trzy zaciski w zwartej konstrukcji typu plug-in Moduł z czujnikiem Spawana metalowa obudowa Przyłącze procesowe Przetwornik ciśnienia 3051

39