Transdutor de Pressão Piezoresistivo MEMS para Medição Rápida e Sensível

1. Por que você precisa dele

Controle hidráulico, medição de gás e loops de processo rápidos exigem sensores de pressão que respondam em milissegundos com alta sensibilidade em uma ampla faixa. Este transdutor piezoresistivo MEMS usa uma ponte de Wheatstone de silício que converte pressão em uma mudança precisa de resistência, entregando resposta de 1 ms e uma faixa de série de 0,1 kPa a 700 MPa. Ele oferece aos engenheiros um sensor compacto, de baixo consumo e econômico que acompanha as rápidas mudanças de pressão que dispositivos mais lentos ou menos sensíveis perdem.

2. Princípio de Funcionamento

A pressão deflete um diafragma de silício no qual extensômetros piezoresistivos são difundidos, formando uma ponte de Wheatstone. À medida que o diafragma se curva, a resistência do extensômetro muda, desbalanceando a ponte e produzindo uma tensão proporcional à pressão. Essa tensão é condicionada em saídas padrão — 4-20 mA, 0-5 V, 0-10 V ou RS485. A construção de silício MEMS fornece alta sensibilidade, tamanho pequeno e uma resposta rápida de 1 ms, ideal para aplicações dinâmicas e de precisão.

3. Principais Vantagens

• Sensor de ponte de Wheatstone de silício MEMS
• Resposta rápida de 1 ms
• Alta sensibilidade
• Faixa de série de 0,1 kPa a 700 MPa
• Precisão de ±0,25% FS
• 4-20 mA / 0-5 V / 0-10 V / RS485
• Faixa de operação de -20 a 120 °C
• Conexão elétrica M12
• Design compacto e de baixo consumo
• Adequado para meios gasosos e líquidos

Pontos de Dor Comuns e Soluções

Casos de Aplicação

Especificações Técnicas

FAQ

P: O que é um transdutor de pressão piezoresistivo?

Um transdutor de pressão piezoresistivo mede a pressão usando extensômetros piezoresistivos de silício difundidos em um diafragma, conectados como uma ponte de Wheatstone. Quando a pressão deflete o diafragma, a resistência do extensômetro muda, desbalanceando a ponte e produzindo uma saída proporcional à pressão. Essa abordagem baseada em MEMS é a base da maioria dos sensores de pressão compactos modernos, oferecendo alta sensibilidade e resposta rápida.

P: Qual é a faixa de medição?

A série abrange uma faixa de medição de 0,1 kPa a 700 MPa, cobrindo pressões diferenciais e de vácuo muito baixas até pressões extremamente altas. Modelos individuais são configurados para spans específicos dentro dessa faixa — por exemplo, o modelo padrão cobre de 0-0,1 kPa a 3 MPa. Essa amplitude permite que uma tecnologia atenda a quase todas as necessidades de medição de pressão.

P: Quão rápida é a resposta?

O tempo de resposta é de 1 ms, tornando o transdutor adequado para monitoramento de pressão dinâmica, loops de controle hidráulico e condições de processo de rápida mudança. A resposta rápida garante que o sistema de controle receba dados de pressão atuais sem atraso, o que é essencial para o controle estável em malha fechada de sistemas hidráulicos e processos rápidos.

P: Quais saídas estão disponíveis?

O transdutor oferece saídas 4-20 mA, 0-5 V, 0-10 V e RS485. O loop 4-20 mA é padrão para sistemas PLC e DCS industriais, saídas de tensão são adequadas para sistemas de aquisição de dados e RS485 permite comunicação digital. Essa flexibilidade permite que o sensor se conecte a quase qualquer sistema de controle ou medição.

P: Qual é a precisão?

A precisão é de ±0,25% FS para o modelo padrão. O design de ponte de silício de alta sensibilidade também suporta variantes de maior precisão para aplicações de precisão. Para a maioria das tarefas de controle hidráulico, de medição de gás e de processo, ±0,25% FS fornece precisão mais do que suficiente para medição confiável.

P: Quais meios ele pode medir?

Ele mede meios gasosos e líquidos compatíveis com os materiais umedecidos. Sensores MEMS de silício são amplamente utilizados em ar, água, óleo, gás natural e fluidos de processo. Para meios agressivos ou corrosivos, o material do diafragma umedecido deve ser verificado ou uma versão com diafragma isolado selecionada para proteger o elemento de silício.

P: Qual é a faixa de temperatura de operação?

A faixa de temperatura de operação é de -20 a 120 °C, cobrindo a maioria das aplicações industriais e externas. Dentro dessa faixa, o sensor mantém sua precisão, com compensação de temperatura aplicada à saída da ponte. Para temperaturas extremas além dessa faixa, seria necessário um selo remoto ou um design de material especial.

P: Por que um sensor de silício MEMS é melhor do que um tradicional?

Sensores de silício MEMS são menores, mais leves e mais sensíveis do que sensores tradicionais de strain gauge de folha colada. A estrutura monolítica de silício fornece alta sensibilidade, resposta rápida e excelente repetibilidade, enquanto a fabricação em lote mantém o custo baixo. Essas vantagens tornam os transdutores piezoresistivos MEMS a escolha dominante para medição de pressão compacta e de alto desempenho.

P: Como ele é instalado?

O transdutor é instalado através de sua conexão de processo (roscada) na porta de pressão, com a conexão elétrica via um conector M12. Ele é compacto o suficiente para montagem em espaços apertados em manifolds hidráulicos, linhas de medição de gás e dispositivos de teste. A fiação é conectada à saída escolhida — 4-20 mA, tensão ou RS485 — e o sensor é calibrado para a aplicação.

P: Onde ele é usado?

Ele é usado em sistemas hidráulicos, medição de gás natural, controle de processo, teste e medição, e qualquer aplicação que exija um sensor de pressão rápido, sensível e compacto. Sua ampla faixa de série e múltiplas saídas o tornam um bloco de construção versátil para equipamentos OEM e sistemas de medição industrial.