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SMARTEC s.a.r.l. (FRANCE)

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25/11/2014

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Die SPD Drucksensoren
Relativ, Absolut oder Differenz
Brückenschaltung, Analog or Digital


PRODUKTBESCHREIBUNG


Die Smartec Drucksensoren (SPD serien) basieren auf Widerstandsbrücken aus Silizium . Die Ausgangsspannung des Sensors ist linear zum eingesetzten Druck. Die zur Verfügung stehenden Typen sind Relativ, Absolut und Differenz.

SPDxxxG pressure sensor d.

Klicken Sie hier, um ein größeres Bild zu sehen.

TECHNISCHE BESCHREIBUNG


Die Sensoren basieren auf vier Siliziumwiderständen, die im Brückenmodus angeschlossen sind.  Der Wert einer dieser Widerstände verändert sich, wenn Druck eingesetzt wird. Diese Veränderung des Widerstands (und somit der Ausgangsspannung der Brücke) ist linear proportional zum angewandten Druck. Er wird in Form einer linearen Gleichung mit zwei Parametern ausgedrückt: Offset und Spanne. Das Offset ist die Ausgangsspannung, wenn kein Druck angewandt wird und die Spanne ist der Unterschied zwischen der Ausgangsspannung, wenn der höchste Druck angewandt wird, und dem Offset.  

PROBLEM


Weil die Widerstände aus Silizium hergestellt worden sind, verändert sich der Wert der Widerstände nicht nur bei einer Druckveränderung, sondern verändert sich auch erheblich bei Temperaturschwankungen. Dieser Effekt drückt sich in der Temperatur-Koeffizienten der Spanne und des Offsets aus. Um den Druck richtig zu messen, muss ein Temperaturausgleich durchgeführt und die Werte dieser Koeffizienten müssen als Teil des Kalibrierungsprozesses gemessen werden. Abhängig von der gewünschten Genauigkeit kann dies auf der Basis eines Sensors oder einer Serie ausgeführt werden. Anmerkung: Dies ist eine generelle Eigenschaft von auf Silizium basierenden Drucksensoren! 

LÖSUNG


Es ist sehr gut möglich, die Werte von Offset und Spanne festzulegen sowie auch deren Temperatur-Koeffizienten, aber dies ist nicht immer nötig. Bei bestimmten Anwendungen, wo Genauigkeit nicht sehr wichtig ist, können diese Drucksensoren ohne Kalibrierung benutzt werden und man kann von ihren sehr konkurrenzfähigen Preisen profitieren. 

Wenn Genauigkeit jedoch wichtig ist und der Prozess des Kalibrierens für den Anwender nicht in Betracht kommt, sollte man sich überlegen, einen Sensor auszuwählen, der in der Fabrik kalibriert worden ist und einen analogen Output hat. Alle Smartec Sensoren, die einen analogen Output haben, sind für Offset, Empfindlichkeit, Temperaturdrift und Nichtlinearität kompensiert worden. 

Anmerkung: Wenn der Anwender sich für einen nicht kompensierten Sensor des Typs einer Brücke entscheidet, dann kann der Gebrauch des Smartec UTI Interfaces eine sehr gute Interface-Lösung (siehe unten) sein. 

SPEZIFIZIERUNGEN


Es stehen viele Druckbereiche zur Verfügung; die ganze Skala reicht von 0,01 bis 20 Bar. Die aktuellsten Sensortypen sind:  Wenn Sie vom Namen her bestimmen können wollen, welches der Druckbereich ist, ob es ein Relativdruck, Absolutdruck oder Differenzdruck Sensor ist und ob das Ausgangssignal Brücke basiert, Analog oder Digital ist, wollen Sie vielleicht zuerst das Abkommen für Namen von Drucksensoren lesen. 

Es ist in einem einseitigen Dokument spdnames.pdf zu finden. Für die elektrischen Eigenschaften und andere technische Details greifen Sie bitte auf die jeweiligen Datenblätter (siehe Liste oben) zurück, die auch in unserem SUPPORTSHOP zu finden sind.

Es ist auch eine Broschüre erhältlich, die einige der Möglichkeiten und Merkmale dieser Sensoren hervorhebt. 

BRÜCKENMÄSSIGE DRUCKSENSOREN UND DAS SMARTEC UTI INTERFACE


Weil der angewandte Druck zu einem Ungleichgewicht der Widerstandsbrücke im Sensor führt, eignet sich dieser Sensor insbesondere zum Gebrauch in Kombination mit dem Universal Transducer Interface (UTI). Der Drucksensor kann direkt an das UTI angeschlossen werden, welches nur einen Microcontoller-Input braucht, um die Druckdaten zu speichern. Modus 13 der sechzehn verfügbaren UTI Moden unterstützt eine Brücke mit einem Widerstand (wie ein PT1000 zum Beispiel), der benutzt werden kann, um gleichzeitig die Temperatur zu messen. Dies ist die ideale Lösung für das Phänomen, das oben erklärt worden ist: die starke Temperaturabhängigkeit der Siliziumwiderstände. Die absolute Version (Serie SPDxxxA) wird mit einer entsprechenden Vakuumkammer geliefert, welche während der Herstellung auf dem Einsatz gebildet wird. 

TIPP: VERMEIDEN SIE EINEN WASSERSCHLAG 


In auf Flüssigkeiten basierenden Systemen kann ein sogenannter Wasserschlag entsthehen, wenn ein Fluss von Flüssigkeit plötzlich gestoppt und/ oder gestartet wird. Die Folgen eines Wasserschlags oder einer Impulsbelastung sind verheerend für einen Drucksensor.  Für mehr Informationen besuchen Sie bitte: OMEGA: WATERHAMMER, a complex phenomenon with a simple solution

SUPPORT


All relevant documentation and files (data sheet, application notes, software etc.) for our products can be downloaded from the SUPPORTSHOP page.

 

       



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