C18-50KN現(xiàn)貨 C18-50KN

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• 品牌：HBM
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【廣州南創(chuàng)】（ ）現(xiàn)貨特惠供應(yīng)原裝HBM C18-50KN力傳感器。HBM C18-50KN力傳感器價格好，HBM C18-50KN力傳感器服務(wù)好，歡迎來電咨詢。
產(chǎn)品品牌：HBM
產(chǎn)品名稱：HBM C18-50KN力傳感器
HBM其他熱銷型號推薦：

HBM傳感器其他熱銷型號推薦：

1、Z6 彎曲梁稱重傳感器(不銹鋼材質(zhì)）平臺秤、包裝秤、皮帶秤、罐裝秤

型號：Z6FD1/10KG,20KG/50kg/100KG/200KG）

Z6FD1/500KG

Z6FD1/1000KG

Z6FC3(10KG,20KG/50kg/100KG/200KG)

Z6FC3/500KG

2、Z6/M模塊(不含傳感器，所有模塊壓頭材質(zhì)都選用不銹鋼）

型號：Z6/M3LBR50~500kg（不銹鋼動靜兩用）

3、Z7AD1臂懸梁傳感器

型號：500KG-2000KG、5T、10T

4、C16A 自復(fù)位柱式稱重傳感器，為模擬傳感器(不銹鋼材料,符合 ATEX 95 標(biāo)準(zhǔn)的防爆型號可選)- 汽車衡的理想選擇，

型號：C16A2D1/（20T/30T/40T)不含上下壓頭，壓頭另加500

C16A2D1/60T不含上下壓頭，壓頭另加500

C16A2D1/100T不含上下壓頭，壓頭另加501

C16A2C3/（20T/30T/40T)不含上下壓頭，壓頭另加500

C16A2C3/60T

5、C16i - 數(shù)字稱重傳感器，用于數(shù)字汽車衡和軌道衡，可配耀華數(shù)字儀表和數(shù)字接線盒

型號：C16iC3-20T/30T/40T (壓頭另加500

C16iC3-60T (壓頭另加500）

6、國產(chǎn)定制C16/M模塊（不含傳感器）

型號：C16/M1LB20 t ~40t（合金鋼鍍鋅動靜兩用）

C16/M1LBR20 t ~40t（不銹鋼動靜兩用）

C16/M1LB60t（合金鋼鍍鋅動靜兩用）

C16/M1LB100 t ~200t（合金鋼鍍鋅動靜兩用）

7、HLC模塊（HBM國內(nèi)訂制的，不打HBM標(biāo)）媲美HBM的品質(zhì)（不含傳感器

型號：HLC/M3LBR220kg~1.76t（不銹鋼動靜兩用）

HLC/M3LB 220kg~1.76t（合金鋼鍍鎳動靜兩用）

HLC/M3LBR 2.2 t ~4.4t（不銹鋼動靜兩用）

HLC/M3LB2.2 t ~4.4t（合金鋼鍍鋅動靜兩用）

8、RTN扭環(huán)式稱重傳感器,量程從 1t 到 470t 平臺秤，汽車衡和大型料罐秤，給料機(jī)

型號：RTN0.05/1T-4.7T

RTN0.05/10T/15T

RTN0.05/22T

RTN0.05/33T

RTN0.05/47T

RTN0.05/68T

RTN0.05/100T

RTNC3/1T-4.7T

RTNC3/10T/15T

RTNC3/22T

RTNC3/33T

RTNC3/47T

RTNC3/68T

RTN C3/100T

9、RTN/M模塊

型號：RTN/M2LBR1 t ~4.7 t不銹鋼VPN動靜兩用

RTN/M2LBR10 t ~22 t不銹鋼VPN動靜兩用

RTN/M2LB33 t合金鋼鍍鋅VPN動靜兩用

10、RTN附件、VPN

型號：2.2-33T、47T/68T、100

傳感器相關(guān)知識：

隨著各項(xiàng)高新技術(shù)的發(fā)展,市場需求的變化，更高速,更可靠,更低成本成為各種技術(shù)開發(fā)的首要條件之一。

嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)和 各個行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物，這一點(diǎn)就決定了它必然是一個技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是面向用戶、面向產(chǎn) 品、面向應(yīng)用的，它必須與具體應(yīng)用相結(jié)合才會具有生命力、才更具有優(yōu)勢。同時系統(tǒng)必須根據(jù)應(yīng)用需求對軟硬件進(jìn)行裁剪，滿足應(yīng)用系統(tǒng)的功能、可靠性、成本、 體積等要求。

機(jī)器視覺技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)，以盡量少的硬件成本得到高質(zhì)量的圖像，提高數(shù)據(jù)采集的效率(速度和準(zhǔn)確度)，方便對圖像的識別，更有效的降低系統(tǒng)功耗，設(shè)計科學(xué)合理的操作界面，以符合一般人的操作習(xí)慣。同時進(jìn)行硬件和軟件各模塊的設(shè)計，提高系統(tǒng)運(yùn)行的效率等。

嵌入式機(jī)器視覺系統(tǒng)由以下幾部分構(gòu)成：CCD相機(jī)、工業(yè)鏡頭、光源、圖像處理軟件、顯示、控制、通訊、輸入輸出單元等。

機(jī)器視覺系統(tǒng)通信數(shù)據(jù)量大、實(shí)時性要求高且依賴PC機(jī),針對這些特點(diǎn)設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了一種嵌入式操作終端通信模塊。傳統(tǒng)的基于PC機(jī)的板卡式機(jī)器視覺系統(tǒng)成本 高、體積大、便攜性差,而嵌入式機(jī)器視覺系統(tǒng)軟硬件可以靈活配置,體積小,利于實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集與處理,實(shí)時性好,更適合進(jìn)行在線檢測隨著嵌入式處理器性 能的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率的提高。

機(jī)器視覺技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時視覺圖像采集、視覺圖像處理控制,使其結(jié)構(gòu)更緊湊,甚至完全不需要計算機(jī)的介入,提高處理速度,并能有效降低成本的專用機(jī)器視覺控制系統(tǒng),使得該系統(tǒng)具有安裝方便、配置靈活、便于攜帶等突出優(yōu)點(diǎn)。

基于機(jī)器視覺的嵌入式系統(tǒng)的逐步廣泛應(yīng)用,為智能機(jī)器人視覺控制系統(tǒng)的研究提供了一條新的思路，而且對于進(jìn)一步提高嵌入式系統(tǒng)與智能機(jī)器人控制系統(tǒng)的研究和應(yīng)用具有一定的戰(zhàn)略意義。C18-50KN力傳感器廠家

就目前市場現(xiàn)狀而言，嵌入式機(jī)器視覺技術(shù)發(fā)展迅速。針對視覺引導(dǎo)的工業(yè)機(jī)器人問 題，基于dsp的嵌入式機(jī)器視覺解決方案，與傳統(tǒng)的“圖像采集卡-pc—終端控制設(shè)備”模式的機(jī)器視覺系統(tǒng)相比，具有體積小、成本低、功耗低、實(shí)時性強(qiáng)、 設(shè)計靈活等優(yōu)點(diǎn)。此外在國防和航天等領(lǐng)域，機(jī)器視覺也具有相當(dāng)重要的應(yīng)用意義，如運(yùn)動目標(biāo)的自動跟蹤與識別、自主戰(zhàn)車導(dǎo)航、登月艙的自動著陸以及空間機(jī)器 人的視覺控制等。

1引言

視覺檢測技術(shù)是以機(jī)器視覺為基礎(chǔ)的新型測試技術(shù)，因其具有測量非接觸、速度快、信息量大、應(yīng)用領(lǐng)域?qū)拸V等特點(diǎn)而受到歡迎。結(jié)構(gòu)光傳感器是 應(yīng)用較早、發(fā)展較成熟的視覺傳感器，因此本系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)光傳感器來采集圖像并經(jīng)圖像采集卡送給計算機(jī)處理。由于視覺傳感器在視覺測量中擔(dān)負(fù)著視頻圖像信號 （測量數(shù)據(jù)）的采集、切換與傳輸。因此，如何讓視覺傳感器測控系統(tǒng)快速、地獲得理想的視頻圖像信息，進(jìn)而為后期的圖像處理提供可靠的支持，亦即視覺傳 感器的測控系統(tǒng)的設(shè)計顯得尤為重要。

2視覺系統(tǒng)的概述

視覺檢測系統(tǒng)中采集被測物體圖像的視覺傳感器有單目和雙目兩種之分，本測控系統(tǒng)可以使用單目視覺傳感器也可以使用雙目視覺傳感器來采集數(shù)據(jù)，本文 主要討論由多個雙目視覺傳感器組成的多視覺傳感器測控系統(tǒng)，其中的每個視覺傳感器采用的是目前技術(shù)已經(jīng)比較成熟的線結(jié)構(gòu)光視覺傳感器，其結(jié)構(gòu)是由雙CCD 攝像機(jī)、一個激光投射器和一塊MCU控制電路組成，基于立體視差原理，利用兩臺攝像機(jī)來模仿實(shí)現(xiàn)人眼的功能，利用空間點(diǎn)在兩攝像機(jī)像面上的透視或像點(diǎn)坐標(biāo) 來求取空間點(diǎn)的三維坐標(biāo)。當(dāng)被測工件較大需要不止一個視覺傳感器時，上述多個視覺傳感器加上多路視頻切換開關(guān)就構(gòu)成了多視覺傳感器測控系統(tǒng)。如對汽車車身 上的很多特征點(diǎn)進(jìn)行檢測時，就需要幾十甚至上百個傳感器來測量，由于控制器局部網(wǎng)CAN（controllerareanetwork）總線具有很強(qiáng) 的帶負(fù)載能力，一個CAN網(wǎng)絡(luò)上多能接110個節(jié)點(diǎn)，所以本系統(tǒng)采用CAN總線進(jìn)行通訊和網(wǎng)絡(luò)控制。
視覺傳感器中MCU控制電路提供CCD攝像機(jī)、激光投射器的電源并且控制著它們的開啟與關(guān)閉，為避免激光投射器使用時間過長激光器發(fā)熱引起線結(jié)構(gòu)光光能分布不穩(wěn)從而影響測量精度，當(dāng)傳感器開始測量時，先上電初始化，再打開激光器，測量完畢后即關(guān)閉以延長投射器壽命。
本系統(tǒng)中，上位機(jī)為PC機(jī)，下位機(jī)為8051單片機(jī)控 制單元，上、下位機(jī)之間用CAN總線進(jìn)行通訊，由于PC機(jī)中并不帶CAN總線接口，因此必需一個CAN接口卡，這里選用廣州周立功公司的USBCAN智能 接口卡來通信，因其具有體積小、外置且即插即用等特點(diǎn)。這樣，PC可通過USB總線方便地連接至CAN總線網(wǎng)絡(luò)控制各個CAN節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理。 USBCAN智能CAN接口卡可以與ZLGCANTest通用CAN-bus測試軟件連接運(yùn)行，執(zhí)行CAN-bus總線數(shù)據(jù)的接收、發(fā)送測試任務(wù)，較易于 實(shí)現(xiàn)CAN-bus產(chǎn)品開發(fā)和數(shù)據(jù)分析。USBCAN智能CAN接口卡采用周立功公司提供的通用的ZLGVCI驅(qū)動庫，支持WIN98、2000和XP操 作系統(tǒng)并支持Linux平臺。用戶通過接口卡提供的ZLGVCI動態(tài)開發(fā)庫可以方便快捷的開發(fā)出CAN系統(tǒng)應(yīng)用產(chǎn)品。為了把模擬CCD相機(jī)輸出的被測物體 的模擬視頻圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并由計算機(jī)進(jìn)行處理，這里采用了北京大恒圖像公司的CG400 型圖像采集卡，其采用PCI總線，所采集的圖像數(shù)據(jù)傳輸基本不占用CPU時間，并可將圖像直接傳送的計算機(jī)內(nèi)存或顯存。

3CAN總線簡介

CAN總線是德國BOSCH公司從80年代初為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，它是一種多主總 線，通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光導(dǎo)纖維。通信速率可達(dá)1Mbps。CAN總線通信接口中集成了CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，可完成對通信 數(shù)據(jù)的成幀處理，包括位填充、數(shù)據(jù)塊編碼、循環(huán)冗余檢驗(yàn)、優(yōu)先級判別等項(xiàng)工作。CAN協(xié)議的一個大特點(diǎn)是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，而代之以對通信數(shù)據(jù)塊 進(jìn)行編碼。采用這種方法的優(yōu)點(diǎn)可使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)個數(shù)在理論上不受限制，數(shù)據(jù)塊的標(biāo)識碼可由11位或29位二進(jìn)制數(shù)組成，因此可以定義211或229個不同 的數(shù)據(jù)塊，這種按數(shù)據(jù)塊編碼的方式，還可使不同的節(jié)點(diǎn)同時接收到相同的數(shù)據(jù)，這一點(diǎn)在分布式控制系統(tǒng)中有用。數(shù)據(jù)段長度多為8個字節(jié)，可滿足通常工 業(yè)領(lǐng)域中控制命令、工作狀態(tài)及測試數(shù)據(jù)的一般要求。同時，8個字節(jié)不會占用總線時間過長，從而保證了通信的實(shí)時性。CAN協(xié)議采用CRC檢驗(yàn)并可提供相應(yīng) 的錯誤處理功能，保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性。CAN卓越的特性、極高的可靠性和獨(dú)特的設(shè)計，特別適合工業(yè)過程監(jiān)控設(shè)備的互連，因此，越來越受到工業(yè)界的重 視，并已公認(rèn)為有前途的現(xiàn)場總線之一。
為了滿足大尺寸物體的三維輪廓的檢測，本系統(tǒng)要求少能帶64個傳感器，每個視覺傳感器里有兩個攝像機(jī)，即共有128路視頻輸入，而任一時刻系統(tǒng) 只選取其中一路視頻圖像傳給計算機(jī)進(jìn)行圖像采集處理，如對汽車車身周圍布置了幾十個傳感器來檢測車身上關(guān)鍵尺寸如擋風(fēng)玻璃窗尺寸、車門安裝棱邊縫隙、定位 孔位置，測量其相應(yīng)的棱邊、孔表面的空間位置尺寸。視覺傳感器可以按要求順序進(jìn)行工作，也可以選取被測對象的特定點(diǎn)并通過CAN控制網(wǎng)絡(luò)選擇特定傳感器來 檢測，計算機(jī)采集檢測點(diǎn)圖像并進(jìn)行處理，將計算值與標(biāo)準(zhǔn)值比對，從而得出視覺檢測的結(jié)果。C18-50KN力傳感器原理
以傳感器接口標(biāo)準(zhǔn)IEEE1451. 2為基礎(chǔ),介紹了無線網(wǎng)絡(luò)化傳感器實(shí)現(xiàn)的一些具體技術(shù)要點(diǎn),提出了一種基于藍(lán)牙協(xié)議的無線網(wǎng)絡(luò)化傳感器結(jié)構(gòu)模型,并給出了基于該模型開發(fā)的一個實(shí)驗(yàn)室遠(yuǎn)程測溫裝置的具體軟、硬件實(shí)現(xiàn),后探討了該裝置在病人遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)中的應(yīng)用。

在測控系統(tǒng)中,傳感器作為信息采集必不可少的裝置,實(shí)現(xiàn)其網(wǎng)絡(luò)化是當(dāng)前的熱點(diǎn)研究問題。當(dāng)前大多 數(shù)測控系統(tǒng)中,傳感器多是采用有線方式,但是在一些特殊情況下,有線線纜連接顯然會造成很多不便,不能夠滿足現(xiàn)實(shí)需要。隨著新興無線技術(shù)(如藍(lán)牙技術(shù))的 發(fā)展以及其芯片價格的降低,無線方式在很多場合都得到應(yīng)用以取代原有的有線接口方式。無線網(wǎng)絡(luò)化傳感器勢必成為傳感器發(fā)展的一個重要方向。筆者在介紹 IEEE1451. 2和藍(lán)牙技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出了一種基于藍(lán)牙協(xié)議的無線網(wǎng)絡(luò)化傳感器結(jié)構(gòu)模型,并著重討論基于該模型開發(fā)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)現(xiàn)及其在病人遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)中的應(yīng)用。

1 基于IEEE1451. 2和藍(lán)牙協(xié)議的無線網(wǎng)絡(luò)化傳感器

1. 1 IEEE1451. 2標(biāo)準(zhǔn)

IEEE1451. 2作為智能傳感器接口模塊標(biāo)準(zhǔn),它提供了將傳感器和變送器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的接口標(biāo)準(zhǔn),采用通用的A /D 或D /A 轉(zhuǎn)換裝置作為傳感器的I/O 接口,將各種傳感器模擬量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定格式的數(shù)據(jù),連同一個小存儲器———傳感器電子數(shù) 據(jù)表( TEDS,transducer electronic data sheet)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的處理器目標(biāo)模型———網(wǎng)絡(luò)適配器(NCAP, network capable ap2p lication p rocess)連接,如此,數(shù)據(jù)可以按網(wǎng)絡(luò)規(guī)定的協(xié)議連接入網(wǎng)絡(luò)。該標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)模型提供了一個連接智能變送器接口模型( STIM, smart transducerinterfacemodule)和NCAP的10線標(biāo)準(zhǔn)接口———變送獨(dú)立接口(TII, transducer independence interface) 。其工作流程是敏感元件輸出的模擬信號經(jīng)A /D轉(zhuǎn)換及相應(yīng)數(shù)據(jù)處理(濾波、校準(zhǔn))后,由網(wǎng)絡(luò)處理裝置根據(jù)程序設(shè)定和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(TCP / IP)將其封裝成數(shù)據(jù)幀,通過網(wǎng)絡(luò)接口傳到網(wǎng)絡(luò)上。

1. 2 藍(lán)牙技術(shù)

藍(lán)牙技術(shù)作為一種新的短距離無線通信協(xié)議,提供了一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放標(biāo)準(zhǔn),它具有許多特有的優(yōu)勢:很強(qiáng)的移植性,可應(yīng)用于多種通信場合;硬件集 成電路應(yīng)用簡單,成本低廉,實(shí)現(xiàn)容易,且易于推廣;藍(lán)牙功耗低,對人體危害小;藍(lán)牙采用擴(kuò)頻跳頻技術(shù),抗干擾能力強(qiáng),增加了信息傳輸?shù)陌踩?。藍(lán)牙技術(shù)正 以其特有的優(yōu)勢引起許多專家學(xué)者的廣泛關(guān)注。

1. 3 傳感器結(jié)構(gòu)模型

基于IEEE1451. 2的有線網(wǎng)絡(luò)化傳感器結(jié)構(gòu)模型包含STIM、TII和NCAP 三部分。而本設(shè)計的基于IEEE1451. 2和藍(lán)牙協(xié)議的無線網(wǎng)絡(luò)化傳感器,采用藍(lán)牙模塊替代TII實(shí)現(xiàn)無線連接,類似于實(shí)現(xiàn)了一個無線的STIM和無線NCAP接收終端的模式,它們以點(diǎn)對多點(diǎn)方 式在藍(lán)牙匹克網(wǎng)以主從方式實(shí)現(xiàn)相互通信。

STIM通過無線的NCAP接入以太網(wǎng)( Ethernet)或In2ternet,同時NCAP通過分配的IP地址與網(wǎng)絡(luò)相連,如圖1所示。與典型的有線方式相比,上述無線網(wǎng)絡(luò)模型增加了兩個藍(lán) 牙模塊,對于藍(lán)牙模塊部分,標(biāo)準(zhǔn)的藍(lán)牙對外接口電路一般使用RS232或USB 接口,而TII是一個控制鏈接到它的STIM的串行接口,因此必須設(shè)計一個類似于TII接口的藍(lán)牙電路,構(gòu)造一個專門的處理器來完成控制STIM和轉(zhuǎn)換數(shù) 據(jù)到藍(lán)牙主控制接口(HCI, host control interface)的功能。硬件實(shí)現(xiàn)上可以采用接口模塊,軟件實(shí)現(xiàn)上可以采用標(biāo)準(zhǔn)的STIM軟件模塊: STIM 模塊、STIM 傳感器接口模塊、TII模塊、TEDS模塊以及地址和函數(shù)模塊。

光纖傳感器技術(shù)研究早開始于1977 年，美國海軍研究所開始執(zhí)行由查爾斯.M. 戴維斯博士主持的Foss(光纖傳感器系統(tǒng))計劃。早期的光纖傳感器因?yàn)榇嬖趦r格昂貴、技術(shù)不夠成熟等問題，在工程上沒有得到廣泛的應(yīng)用。光纖傳感技術(shù)具有極高的靈敏度和精度，良好的抗電磁場干擾能力，高絕緣強(qiáng)度以及耐高溫、耐腐蝕、輕質(zhì)、柔韌帶等優(yōu)點(diǎn)。隨著光傳感器技術(shù)的發(fā)展和工藝水平的提高，光纖傳感器的應(yīng)用得到了大力推廣，很多國家不遺余力地加大對光纖傳感器的研究力度。近年來光纖傳感器在機(jī)械、電子儀器儀表、航天航空、石油、化工、生物醫(yī)學(xué)、食品等工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)過程自動控制、在線檢測、故障診斷等方面有著廣泛的應(yīng)用。

近年來，光纖傳感器由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)而被引入土木工程，廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)變及橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、混凝土力學(xué)性能測試及檢測等領(lǐng)域。本文介紹了光纖傳感的基本原理及其應(yīng)用，對光纖傳感器在土木工程中的應(yīng)用進(jìn)行了展望。

2 光纖傳感器基本原理

隨著工藝水平的提高，光纖技術(shù)目前相對成熟。光纖傳感器即為應(yīng)用光纖傳輸?shù)幕驹斫M合的一個廣電感應(yīng)系統(tǒng)。通常的光纖傳感系統(tǒng)由光源、光導(dǎo)纖維、光傳感 元件，光調(diào)制元件和信號處理部分組成[3]。其工作原理如下圖所示：光源發(fā)出的光經(jīng)過光導(dǎo)纖維進(jìn)入光傳感元件，而在光傳感元件中受到周圍環(huán)境場的影響而發(fā) 生變化的光再進(jìn)入光調(diào)制機(jī)構(gòu)，由其將傳感元件測量的參數(shù)調(diào)制成幅度、相位、偏振等信息，這一過程稱為光電轉(zhuǎn)換過程，后利用微處理器進(jìn)行信號分析。

如前所述可以看出光纖傳感器的傳感機(jī)理和電磁傳感器的傳感機(jī)理是相似的，但是光纖傳感器由于其測量信號的載體是激光，其在光導(dǎo)纖維內(nèi)部傳播，很難受到外界電磁場干擾，因此適合復(fù)雜工況下的檢測，且操作方便靈活，信號輸出自動化。

高溫壓力傳感器應(yīng)用在很多領(lǐng)域,由于高溫將使放大電路工作失效,因而采用將放大電路與傳感器件分離的設(shè)計方案是解決高溫測量的方法之一。介紹一種將放大電路與傳感器件分離的基于模型識別技術(shù)的微型電容式壓力傳感器。傳感器件由MEMS 工藝來實(shí)現(xiàn),信號激勵與信號處理由計算機(jī)來完成。

對電路的工作過程進(jìn)行了計算機(jī)仿真和試驗(yàn),并給出了微型高溫壓力傳感器的MEMS 工藝設(shè)計流程。

壓力傳感器是使用為廣泛的一種傳感器。傳統(tǒng)的壓力傳感器以機(jī)械結(jié)構(gòu)型的器件為主,以彈性元件的形變指示壓力,但這種結(jié)構(gòu)尺寸大、質(zhì)量輕,不能提供電學(xué) 輸出。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,半導(dǎo)體壓力傳感器也應(yīng)運(yùn)而生。其特點(diǎn)是體積小、質(zhì)量輕、準(zhǔn)確度高、溫度特性好。特別是隨著MEMS 技術(shù)的發(fā)展,半導(dǎo)體傳感器向著微型化發(fā)展,而且其功耗小、可靠性高。

高溫壓力傳感器是為了解決在高溫環(huán)境下對各種氣體、液體的壓力進(jìn)行測量。主要用于測量鍋爐、管道、高溫反應(yīng)容器內(nèi)的壓力、井下壓力和各種發(fā)動機(jī)腔 體內(nèi)的壓力、高溫油品液位與檢測、油井測壓等領(lǐng)域。目前,研究比較多的高溫壓力傳感器主要有SOS ,SOI ,SiO2 , Poly2Si 等半導(dǎo)體傳感器,還有濺射合金薄膜高溫壓力傳感器、高溫光纖壓力傳感器和高溫電容式壓力傳感器等。半導(dǎo)體電容式壓力傳感器相比壓阻式壓力傳感器其靈敏度 高、溫度穩(wěn)定性好、功耗小,且只對壓力敏感,對應(yīng)力不敏感,因此,電容式壓力傳感器在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

1  器件的基本組成及制作工藝

硅電容式壓力傳感器的敏感元件是半導(dǎo)體薄膜,它可以由單晶硅、多晶硅等利用半導(dǎo)體工藝制作而成。典型的電容式傳感器由上下電極、絕緣體和襯底構(gòu)成。當(dāng)薄膜 受壓力作用時,薄膜會發(fā)生一定的變形,因此,上下電極之間的距離發(fā)生一定的變化,從而使電容發(fā)生變化。但電容式壓力傳感器的電容與上下電極之間的距離的關(guān) 系是非線性關(guān)系,因此,要用具有補(bǔ)償功能的測量電路對輸出電容進(jìn)行非線性補(bǔ)償。由于高溫壓力傳感器工作在高溫環(huán)境下,補(bǔ)償電路會受到環(huán)境溫度的影響,從而 產(chǎn)生較大的誤差?；谀Ｐ妥R別的高溫壓力傳感器,正是為了避免補(bǔ)償電路在高溫環(huán)境下工作產(chǎn)生較大誤差而設(shè)計的,其設(shè)計方案是把傳感器件與放大電路分離,通 過模型識別來得到所測環(huán)境的壓力。高溫工作區(qū)溫度可達(dá)350 ℃。傳感器件由鉑電阻和電容式壓力傳感器構(gòu)成。其MEMS 工藝如下:

高溫壓力傳感器由硅膜片、襯底、下電極和絕緣層構(gòu)成。其中下電極位于厚支撐的襯底上。電極上蒸鍍一層絕緣層。硅膜片則是利用各向異性腐蝕技術(shù),在一片硅片 上從正反面腐蝕形成的。上下電極的間隙由硅片的腐蝕深度決定。硅膜片和襯底利用鍵合技術(shù)鍵合在一起,形成具有一定穩(wěn)定性的硅膜片電容壓力傳感器[2] 。由于鉑電阻耐高溫,且對溫度敏感,選用鉑電阻,既可以當(dāng)普通電阻使用,又可以作為溫度傳感器用以探測被測環(huán)境的溫度。金屬鉑電阻和硅膜片的參數(shù)為:0 ℃時鉑電阻值為1 000Ω;電阻率為1. 052 631 6 ×10 - 5Ω·cm;密度為21 440 kg/ m3 ;比熱為132. 51 J/ (kg·K) 、熔斷溫度為1 769 ℃,故鉑電阻可加工為寬度為0.02 mm;厚度為0. 2μm;總長度為3 800μm,制作成鋸齒狀,可在幅值為10 V 的階躍信號下正常工作。電容式壓力傳感器的上下電極的間隙為3μm、圓形平板電容上下電極的半徑為73μm、其電容值為50 pF。具體工藝流程圖如圖1所示。C18-50KN力傳感器品牌

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