論陶瓷電容壓力傳感器優勢

作者：南京宏沐科技（德國HELM漢姆）合資公司  工程師  陳勝墩

一、陶瓷是一種的、腐蝕、磨損、沖擊和振動、導熱性好的材料，所以陶瓷電容壓力傳感器就天生有了如下優勢：

1、  腐蝕性，（用于測量腐蝕性介質，如海水的高度測量，，硝酸，化學液體氣體的壓力測量等）

2、  振動性，1.5~4.2g的自由掃描振動誤差不過0.2%FS(可用于高鐵，坦克機車)

3、  沖擊性，40g 誤差不過0.2%FS

4、  溫度范圍寬-40℃～125℃,全溫區誤差不過0.2%FS

5、信號輸出大，內部有線性和溫度補償，綜合高且穩定性好

6、過載能力強，過壓可達量程的數十倍且能耐真空

7、純凈的陶瓷基體無中介液不會產生工藝污染，適用于食品、醫藥行業

二、陶瓷電容壓力傳感器與擴散硅壓力傳感器比較優缺點：

1、  擴散硅是感壓橋路阻值發生變化，陶瓷電容是感壓板電容發生變化，這一點隔膜擴散硅小量程是35KPa,輸出80mV，陶瓷電容小量程是5KPa且輸出4.5V ,所以陶瓷電容在小量程測液體，腐蝕性介質，有雜質氣體，正負壓氣液混合介質場合優勢明顯，表現在高，穩定性好，，耐腐蝕，有正負表壓量程，如±2.5KPa; ±5KPa。

2、  擴散硅壓力傳感器由于充了硅油，須然做了的溫度補償，但遠不如陶瓷電容壓力傳感器陶瓷膜片的先天優勢，陶瓷壓力傳感器溫度范圍可寬至-40℃～125℃,全溫區誤差不過0.2%FS，且在擴散硅壓力傳感器補償溫度范圍-10℃～50℃內可做到幾乎不漂。

3、  擴散硅壓力傳感器在沖擊性和負壓場合不如陶瓷電容壓力傳感器，陶瓷是一種的材料，擴散硅用的是波紋不銹鋼膜片，很薄且內部充了硅油導液。

4、  介質兼容性方面，擴散硅壓力傳感器不能測強腐蝕性，有顆粒物介質，不能測高粘稠介質，不能測食品，醫藥行業內的要求潔凈度高的介質，陶瓷電容壓力傳感器能解決以上所以問題。

5、  陶瓷電容壓力傳感器配合的聚四氟墊圈和腐蝕外殼材料如聚四氟，聚三氟，坦，蒙乃爾，可以測強腐蝕性介質。

6、  陶瓷電容小量程過壓（可），大量程過壓（可幾十倍）方面都擴散硅壓力傳感器，主要是由于陶瓷本身就是材料，再加上過壓后陶瓷膜片就貼到后部板，壓力撤掉后又恢復。

7、  陶瓷電容壓力傳感器膜片尺寸有二種分別為Φ32mm和Φ19.9mm，可以多種選擇，擴散硅壓力傳感器膜片只有Φ19mm一種。

8、  南京宏沐科技（德國漢姆HELM）陶瓷電容壓力傳感器2017年推出新品，傳感器直接24位數字輸出，SPI接口，膜片直徑同時也有32mm，19mm二款規格。

陶瓷電容壓力傳感器

項目概述

為了助力“中國制造2025”與德國“工業4.0”深度對接，德國HELM（漢姆）基于在中國多年的快速發展，現決定于2016年起由南京宏沐科技有限公司（漢姆中國合資公司），代理銷售德國OEM陶瓷電容壓力傳感器及相關配套組件；承接設備配套類的壓力傳感器及變送器深度定制業務。

產品概述

UC2/UCS2/USC30/USC70 壓力傳感器是采用陶瓷材料經工藝精制而成的干式陶瓷電容壓力傳感器，陶瓷是一種的、腐蝕、磨損、沖擊和振動的材料。陶瓷的熱穩定特性可以使它的工作溫度范圍-40～125℃，而且具有測量的高、高穩定性。其特點是：量程可以小到500Pa，過載能力可達量程的200倍，徹底解決了其它類型傳感器沒有小量程及在小量程時過載能力差，介質兼容性差的缺點，它除具有一般傳感器的量程外，其具特色的是它的正負表壓功能，如：±2.5kPa，±10kPa等。UC2/UCS2/USC30/USC70陶瓷傳感器由于沒有液體的傳遞作用，填充液，不會產生工藝污染，因此在食品、醫藥等行業有著廣泛的應用，加之是干式陶瓷膜片，故不受安裝方向影響，以其作為敏感元件生產的壓力變送器被廣泛地應用在各種測量壓力的場合。UC2/UCS2/USC30/USC70干式陶瓷電容厚膜壓力傳感器的高輸出，廣量程，適合制造的工業控制用壓力變送器。大圓形膜片表面平整、易安裝，是歐美E+H、ABB、Honeywell  Emerson VEGA等公司壓力變送器生產傳感器。

USC30/USC70為德國公司新品，既有成比例或模擬量輸出信號又有數字式接口UART或SPI，壓力測量24 位，同時兼有溫度測量（可選）16 位。測量頻率1.25～80ms，功耗2.5～10mW

產品特點

◇ 堅固的陶瓷電容敏感膜片，99.99%高純度陶瓷，腐蝕、磨損性能

◇ 信號輸出大，內部有線性和溫度補償，綜合高且穩定性好

◇ 過載和沖擊能力強，過壓可達量程的數十倍且能耐真空

◇ 寬的工作溫度范圍且溫度漂移小

◇ 壓力范圍大，從微壓0.5kPa到7MPa，有表壓，正負復合壓，壓可選

◇ 純凈的陶瓷基體無中介液不會產生工藝污染，適用于食品、醫藥行業

◇ 干擾能力強，水、塵、震、爆、腐

◇ 通過金屬噴涂后的傳感器基座的了電磁兼容性（EMC），并降低了安裝靈敏度

◇ 卓越的長期穩定性

◇ 響應,無遲滯

◇ 量程遷移比達10:1

◇ USC30/USC70有數字式輸出可進行無源標定

工作原理

腐蝕的干式陶瓷電容壓力傳感器沒有液體的傳遞，過程壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，襯底的電與膜片電的電容量與壓力大小變化成比例，使膜片產生0.03mm的位移，電容的變化值經激光微調，傳感器信號調理電路ASIC放大輸出4500mV的直流電壓，內置的溫度傳感器不斷測量介質的溫度并進行溫度補償。過載時，膜片貼到陶瓷襯底上而不會損壞。當壓力恢復到正常時，其性能不受任何影響。徹底解決了低量程過載能力差的缺點，是擴散硅傳感器的升級換代產品。標準化的高輸出具有強的干擾能力，配線路板可進行大的量程遷移（10:1）。傳感器具有很高的溫度穩定性和時間穩定性，自帶溫度補償-20～80℃，并可以和大多數介質直接接觸。                              

性能參數

外形、安裝結構及信號接線圖如下

量程表