对高精度超低压传感器的需求

了解板载压力传感器的优点以及选择它们时的注意事项。

许多应用需要能够提供极高准确度的超低压传感器（图 1），包括医疗呼吸机和用于建筑节能的可变风量 (VAV) 控制系统等多种多样的设计。越来越多的工程师开始使用板载压力传感器来解决空间和可靠性等常见问题。

图 1. 超低、高精度压力传感器可作为板载解决方案提供，可测量绝压、表压和差压。图片由霍尼韦尔提供。

板载压力传感器的优点

板载压力传感器（图 2）已成为工程师的热门选择，他们的应用需要低压、高精度传感器。这些紧凑型传感器可以轻松安装在 PCB（印刷电路板）上，从而可以直接集成到电子组件中。

它们紧凑的占地面积解决了空间限制，并且它们利用对压力变化（包括绝对压力、差压和表压）高度敏感的微观结构，从而可以获得准确的超低压力读数。

此外，板载压力传感器的设计意味着它们是节能的。

图 2. 板载压力传感器非常紧凑，易于集成到电路和电子设备中。图片由霍尼韦尔提供。

高精度、超低压传感器的医疗应用

需要高精度、超低压传感器的医疗应用包括：

• 血液透析机
• 呼吸机
• 麻醉机
• 睡眠呼吸暂停机
• 医学化学

在血液透析机中，当血液接近人工肾并调节进出患者的血流量时，这些压力传感器依赖于这些压力传感器来调节混合罐中的压力。

或者在呼吸机中，除了检测过滤器堵塞的存在之外，它们还有助于监测患者的呼吸并检测其是否突然恶化。高精度压力传感器在麻醉机中具有类似的用途，因为它们测量进出患者的空气和氧气压力，以确保它永远不会超过安全水平。

睡眠呼吸暂停机（图 3），包括 CPAP、Auto-PAP 和 Bilevel-PAP，利用超低压传感器来监测向患者输送空气的压力。它们还用于监测血压和病房空气。

图 3. 高精度、低压板安装压力传感器用于呼吸机和麻醉设备。图片由Pixabay提供。

总而言之，在医学化学中，高精度压力传感器用于化学分析仪。例如，压力传感器与移液器一起使用，以吸取正确数量的流体，检测小瓶是否放错了位置，验证没有吸入空气，并识别障碍物的存在。其他应用包括流式细胞术、分子检测和其他类别的自动化实验室检测设备。

其他应用

建筑节能也需要超低、高精度的压力传感器，例如监测与过滤器相关的压力以优化更换时间，以及确定过滤器是否堵塞或丢失。高精度压力传感器可用于与打开的窗户相关的压力变化，以便可以自动改变气流或调整窗户位置。

它们还集成到 VAV 系统中，以确保整个建筑物的气流平衡。超低、高精度压力传感器还可用于流量校准器、气动控制、气体流量仪表、气相色谱仪和气压计等。

所有这些应用都直接适用于板载压力传感器解决方案的使用。

选择板载压力传感器时的注意事项

选择板载传感器涉及压力传感器通常涉及的设计选择（例如，工作压力范围、环境温度、介质类型）。然而，要从板装产品线中选择最合适的高精度、超低压传感器，还有一些考虑需要更深入地探讨。

压力范围和爆破压力

在某些应用中，就最高压力以及爆破压力的潜在问题而言，压力范围可能存在相当大的不确定性。包括高工作压力（与校准压力范围相反）的范围可以让超低压传感器持续承受高于校准范围的压力而不会造成伤害。当结合高爆破压力时，可以简化系统设计过程，减少潜在的系统停机时间，并增强系统的整体可靠性。

准确性

有三种基本类型的误差会影响压力传感器的精度：压力非线性、滞后和非重复性。极其严格的精度，通常用 FSS BFSL（全量程跨度，最佳拟合直线）来衡量，可以提高系统效率，减少客户的校准要求，使软件开发更简单，并最大限度地减少系统设计。

总误差带

TEB（总误差带）考虑了与精度和偏移、FSS（满量程）、偏移热效应、跨度热效应和热滞后相关的误差——在补偿温度范围内。要使高精度压力传感器提供准确、可靠和可重复的读数，必须考虑 TEB。

除了提高整体系统精度外，依赖 TEB 还有其他好处。选择具有低 TEB 的板载高精度压力传感器还支持最小部件间精度差异，从而增强传感器的互换性。最后，具有小 TEB 的压力传感器减少了制造时间和成本，因为每个传感器都不需要单独校准和测试。

稳定性

稳定性对整体系统性能很重要，有助于最大限度地减少校准需求。它还通过最大限度地减少维修或更换传感器的需要来支持整个系统的正常运行时间。对于关键任务应用程序尤其如此，例如影响健康和福祉的应用程序。

能源效率

由于各种原因，包括它们对整体系统性能的贡献，与板载压力传感器相关的功耗非常重要。此外，许多高精度、低压传感器的应用必须是便携的，低功耗可延长电池寿命。更好的是包含可选睡眠模式的产品线，以进一步降低功耗要求。

湿度敏感等级 1

符合 IIPC/JEDEC J-STD-020D.1 湿度敏感度 1 级要求的压力传感器使回流焊连接和/或修复过程更加安全，无需长时间烘烤。这使用户能够避免在回流过程中经常出现的太常见的机械和热损坏，并支持精益制造，因为结果既稳定又在回流过程后很快就可以使用。此外，满足与湿度敏感性相关的如此严格的标准也支持在妥善储存时无限的车间寿命。

示例产品：Honeywell TruStability HSC

当应用需要高精度、超低压传感器解决方案时，板装选项是一个很好的选择。霍尼韦尔 TruStability HSC（高精度硅陶瓷）系列板载压力传感器具有广泛的压力范围，包括 ±1.6 mbar 至 ±10 bar、±160 Pa 至 ±1 MPa 和 ±0.5 inH20 至 ±150 psi，带支架对于压力爆发。它们提供行业领先的 ±0.25 %FSS BFSL 精度，在 0 °C 至 50 °C [32 °F 至 122 °F] 的温度范围内校准，并在 ±1% FSS 至 ±3% FSS TEB 范围内进行温度补偿.

TruStability HSC（超低压传感器可用于测量绝压、差压和表压，所有这些都具有出色的稳定性和极低的功耗（通常小于 10mW），并可根据要求提供可选的睡眠模式。

霍尼韦尔的 HSC 系列还满足 IIPC/JEDEC J-STD-020D.1 湿气敏感度 1 级要求。此外，这些超低压传感器使用板载专用集成电路 (ASIC) 对温度效应、灵敏度、传感器偏移和非线性进行了全面校准和温度补偿。

Sager Electronics 是 Honeywell Sensing 和 IoT 的授权库存分销商，提供范围广泛的 TruStability 板装压力传感器以及其他传感器和开关解决方案。单击此处了解有关这些传感器的更多信息，或访问 sager.com 上的霍尼韦尔目录。

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