№7 / 2012 / статья 4

Не отходя от печатной платы: пластиковые датчики давления Honeywell S&C

Александр Калачев (г. Барнаул)

Одной из впечатляющих групп продукции из портфолио компании Honeywell являются датчики различных физических величин. Особенно это качается величин, связанных с взаимодействием с внешней средой — это датчики влажности, тензодатчики, датчики давления.

Honeywell является одним из мировых лидеров по производству датчиков давления. В предлагаемом ассортименте датчиков давления присутствуют приборы для применения в самых различных областях — от измерения кровяного давления, до датчиков летательных аппаратов. Присутствуют датчики с различными характеристиками, в различном конструктивном и климатическом исполнении. Ассортимент датчиков давления Honeywell в настоящий момент насчитывает несколько тысяч наименований.

Основой датчиков давления Honeywell является тензочувствительный элемент. Это, как правило, четыре идентичных пьезорезистора, имплантированных в канавки, вытравленные на поверхности кремниевой мембраны и соединенных по мостовой схеме. Внешнее давление вызывает деформацию мембраны, что приводит к разбалансировке моста. Значение создаваемого напряжения рассогласования (полезный сигнал) прямо пропорционально приложенному давлению.

Датчик давления измеряет разницу давлений, подведенных с разных сторон мембраны. При этом, как правило, одно из них должно быть подведено через порт подвода. Давление обычно прилагается со стороны пьезорезистивного моста мембраны. Давление, используемое с противоположенной стороны мембраны, определяет тип датчика и является опорным. Компания Honeywell производит датчики для измерения абсолютного, дифференциального, избыточного давления, датчики разрежения [1].

Все датчики давления, производимые Honeywell, по типу их исполнения можно поделить на два больших класса:

  • датчики нижнего (0…250Па… 0…1700кПа) и среднего (0…1кПа 0…1000кПа) диапазона давлений, выпускаемые в пластиковом исполнении, монтируемые на плату;
  • датчики верхнего диапазона (0…1700кПa/4150атм) давлений, предназначенные для жестких условий эксплуатации, выпускаемые в корпусе из нержавеющей стали или латуни.

По типу выходного сигнала датчики давления можно разделить на три большие группы:

  • базовые;
  • термокомпенсированные с заводской калибровкой смещения и диапазона;
  • термокомпенсированные с заводской калибровкой и нормализованным выходным сигналом [1].

Потенциальные области применения, в которых разработчик сталкивается с необходимостью измерения или контроля давлений нижнего диапазона — диализаторы, оборудование для химического или биологического анализа, системы очистки и распределения кислорода или азота, системы обогрева, вентиляции и кондиционирования (HVAC), хранилища данных, контроль технологических процессов, насосы, промышленное оборудование, робототехника.

Часто нижний диапазон давлений делят на два поддиапазона: диапазон ультранизких давлений (от 2,5 до 40 мбар/ от 1" до 30"H20) и диапазон низких давлений (от 60 до 10 бар/от 1 до 150 ф./кв.д.).

 

Датчики Honeywell
для диапазона ультранизких давлений

Для данного диапазона одними из оптимальных решений являются датчики серий TruStability® HSC и TruStability® SSC, однако Honeywell предлагает целый спектр серий датчиков ультранизких давлений различной степени интеграции (таблица 1): от базовых до датчиков с нормализованным выходным сигналом [2, 3].

Таблица 1. Датчики Honeywell для диапазона ультранизких давлений для монтажа на плату  

Выходной сигнал Диапазон
давлений
Наличие калибровки/ компенсации Температурный диапазон, °С Точность Общая ошибка (TEB) Внешний вид, способ монтажа
TruStability® HSC
Усиленный, аналоговый или цифровой выход (I2C/SPI) ±2,5…±40 мбар (±1”…±30”H2O) +/+ 0…50
(компенс.)
±0,25% ±1%…±3%, в зависимости от диапазона давления DIP, SIP, SMT DIP, SIP, SMT
TruStability® SSC
Усиленный, аналоговый или цифровой выход (I2C/SPI) ±2,5…±40 мбар (±1”…±30”H2O) +/+ -20…85
(компенс.)
±0,25% ±2%…±5%, в зависимости от диапазона давления DIP, SIP, SMT DIP, SIP, SMT
CPCL
Не усиленный, аналоговый
милливольтовый
4”…10”H2O +/+ 0…70
(компенс.)
Типичное значение нелинейности и гистерезиса 0,5% SIP SIP
CPXL
Не усиленный, аналоговый
милливольтовый
4”…10”H2O –/– -25…85
(компенс.)
Типичное значение нелинейности и гистерезиса 0,5% DIP, SIP, SMT SIP
ASDX
Усиленный, аналоговый или цифровой выход (I2C/SPI) ±5”…±10”H2O +/+ 0…85
(компенс.)
Не более ±2% от полной шкалы DIP DIP
DCXL-DS
Не усиленный, аналоговый
милливольтовый
±1”…±10”H2O +/+ 0…50
(компенс.)
Типичное значение нелинейности и гистерезиса 0,2% SIP SIP
XCXL
Не усиленный, аналоговый
милливольтовый
±4”…±10”H2O +/+ 0…70
(компенс.)
Типичное значение нелинейности и гистерезиса 0,5% SIP SIP
XPCL
Не усиленный, аналоговый
милливольтовый
±4”…±10”H2O +/+ 0…70
(компенс.)
Типичное значение нелинейности и гистерезиса 0,5% SIP SIP
XPXL
Не усиленный, аналоговый
милливольтовый
±4”…±10”H2O –/– -25…85 Типичное значение нелинейности и гистерезиса 0,5%   SIPSIP
SCXL
Не усиленный, аналоговый
милливольтовый
±4”…±10”H2O +/+ 0…50
(компенс.)
Типичное значение нелинейности и гистерезиса 0,2% SIP SIP
SDX005IND4 SDX010IND4
Не усиленный, аналоговый
милливольтовый
±5”…±10”H2O +/+ 0…50
(компенс.)
Типичное значение нелинейности и гистерезиса 0,2% DIP DIP
SXL
Не усиленный, аналоговый
милливольтовый
±10”H2O –/– 0…50 Типичное значение нелинейности и гистерезиса 0,2% DIP DIP
DUXL
Не усиленный, аналоговый
милливольтовый
1”…30”H2O –/– -25…85 Типичное значение нелинейности и гистерезиса 0,5% SIP SIP

 

Датчики ультранизких давлений
серий TruStability® HSC

Построены по проприетарной технологии Honeywell, обладают прекрасной стабильностью параметров, высокой точностью. Кроме обычной точности измерений (величины, которая указывается только для определенной температуры — в данном случае для 25°С) нормируется и такой важный показатель, как суммарная погрешность измерений (Total Error Band — TEB), которая указывается для всего температурного диапазона (она различна для различных частей этого общего температурного диапазона) и включает в себя все эффекты, могущие повлиять на точность измерения (эффекты термического сдвига нуля, термического ухода шкалы и эффекта термического гистерезиса). Датчики серий HSC способны работать в широком диапазоне давлений, обеспечивают устойчивость к достаточно большим предельным давлениям, что в итоге дает возможность длительной работы под нагрузкой и высокую повторяемость результатов. Предназначены для измерения давления в некоррозионных, неионизированных средах.

Серии HSC соответствуют первому уровню требований стандарта IPC/JEDEC J-STD-020D.1 по устойчивости к воздействию влажности, нечувствительны к условиям монтажа на печатную плату, нечувствительны к вибрации.

В датчиках реализована встроенная схема обработки сигнала первичного сенсора (тензочувствительного моста), цифровой (I2C- или SPI-совместимый) или аналоговый выход. Также следует отметить малые размеры датчиков и малое энергопотребление. Типичное значение потребляемой мощности составляет менее 10 мВт, что позволяет применять датчики TruStability® HSC даже в приложениях с автономным питанием.

Уникальная технология Honeywell позволяет сочетать высокую чувствительность датчика с высокой устойчивостью к перегрузкам и длительной работе при повышенном давлении. Это, в свою очередь, позволяет снизить требования к защите датчика без потери чувствительности к малым изменениям давления. Высокая стабильность параметров сводит к минимуму необходимость калибровки системы и затраты на обслуживание при сохранении высокой производительности.

Гарантированная общая ошибка в пределах компенсированного температурного диапазона от 0 до 50°С исключает необходимость тестирования и индивидуальной калибровки каждого датчика, сокращая затраты на разработку и обслуживание системы. Высокая точность датчиков также позволяет упростить алгоритмы работы программного обеспечения для обработки сигнала датчика. Наличие встроенной схемы обработки сигнала позволяет отказаться от аналогичной схемы на плате, экономя площадь печатной платы, стоимость разработки и процесс производства.

Диапазон измеряемых давлений лежит в пределах от ±2,5 мбар до ±40 бар (от 1 до 30 дюймов водяного столба).

Разрушающее давление (по-другому называемое давлением разрыва) начинается от 415 дюймов водяного столба (1034 мбар), что позволяет датчикам данной серии выдерживать достаточно суровые внешние воздействия. При этом в диапазоне измеряемых давлений обеспечивается хорошая чувствительность даже к небольшим изменениям давления.

Предельное рабочее давление (называемое еще испытательным давлением) составляет 135 дюймов водяного столба (336 мбар), т.е. оно хотя и ниже разрушающего давления, но все же значительно выше диапазона измеряемых давлений, что обеспечивает уверенную работу датчика. Иными словами, можно не бояться, что небольшой скачок давления за пределы измеряемого диапазона вызовет выход датчика из строя. При давлении ниже испытательного, но выше диапазона измеряемых давлений у датчика еще не начинается необратимой деградации характеристик, но показывать правильный результат на выходе он уже не в состоянии (правильный результат выдается им только в измеряемом диапазоне давлений). Однако длительная работа датчика в таком режиме не допускается, т.к. это резко снижает его ресурс.

В серии представлены датчики в различном корпусном исполнении, отличающиеся способом монтажа на плату и типом порта подвода давления.

Целевые области применений включают в себя медицинское оборудование (небулайзеры, анестезионные установки, регуляторы давления), измерение давления в промышленных приложениях, детекторы загрязнений, индикаторы уровня загрязнения фильтров в системах кондиционирования и вентиляции.

 

Датчики ультранизких давлений
серий TruStability® SSC

Сочетание примененных технологий позволяет датчикам данной серии сохранять чувствительность к перепадам давления при высоких критических и максимальных рабочих давлениях. TruStability® SSC обладают высокой временной стабильностью параметров и повторяемостью результатов, что позволяет снижать затраты на обслуживание конечных систем.

Термокомпенсированный диапазон составляет от -20 до 85°С, а испытательное давление (336 мбар) и давление разрыва (1034 мбар), как и у датчиков HSC, лежат значительно выше диапазона измеряемых давлений. Компактные размеры и достаточно широкий выбор корпусных исполнений позволяют устанавливать датчики в наиболее удобных местах. Наличие цифрового интерфейса (I2C или SPI) (в цифровом варианте этой серии) упрощает взаимодействие управляющего контроллера с датчиками, доступен также и аналоговый выход. Потребляемая мощность не превышает 10 мВт.

 

Серии CPCL

Датчики серий CPCL отличаются небольшими размерами, относительно низкой стоимостью, но при этом имеют схемы температурной компенсации, калиброванный выход (в переделах компенсированного температурного диапазона). Идеальны для приложений, требующих небольших габаритов, или для измерения абсолютного давления. В основном ориентированы на применение в медицинских приборах.

Ключевые возможности датчиков:

  • калиброванный выход;
  • температурная компенсация;
  • небольшие размеры;
  • высокий выходной импеданс;
  • малые токи потребления.

 

Серии CPXL

Данные серии датчиков относятся к базовым и не обладают встроенными схемами температурной компенсации.

Основные свойства:

  • возбуждение постоянным напряжением;
  • высокий импеданс;
  • низкий рабочий ток;
  • небольшие размеры.

Предназначены для применения в медицинской технике, а также для любых приложений в диапазоне низких давлений, оперирующих с неагрессивными, неионизированными средами.

 

Серии ASDX

Датчики серий ASDX являются калиброванными и компенсированными датчиками ультранизких давлений, имеют встроенную цифровую коррекцию смещения датчика, чувствительности, компенсации температуры и нелинейности.

ASDX имеют логометрический аналоговый выход с 12-битной точностью в пределах компенсированного диапазона напряжения питания.

12-битный цифровой I2C или SPI-совместимый протокол позволяет подключать датчики непосредственно к управляющему контроллеру без дополнительных внешних элементов. Выход в данном случае является числом в шестнадцатеричном формате, пропорциональном измеряемому давлению.

Серии ASDX ориентированы на измерение давления воздуха и сухих не агрессивных газов в таких приложениях, как регулирование воздушного потока, вентиляционное оборудование, медицинские терапевтические приборы.

 

Серии DCLX-DS

Ключевые характеристики датчиков серий DCLX-DS:

  • калиброванные;
  • температурная компенсация;
  • устойчивость к ударным нагрузкам;
  • высокая точность.

Данные датчики отличает калиброванное смещение и гарантированная ошибка на всем диапазоне измеряемых давлений, конструктивное исполнение с устойчивостью к стрессовым нагрузкам, нечувствительность к положению установки. Целевые области применения: медицинское оборудование, системы обогрева, вентиляции и кондиционирования, промышленные приложения.

 

Серии XCXL

Датчики XCXL выполнены в стандартизованном корпусе, имеют калиброванный логометрический выход и схемы температурной компенсации. Корпусное исполнение делает датчики устойчивыми даже к вращательным нагрузкам, что снижает общую ошибку.

 

Серии XPCL

Рассчитаны на измерение давления неагрессивных неионизированных сред, в частности, на медицинские приложения, связанные с измерениями абсолютного или избыточного давления. Имеют калиброванный выход и температурную компенсацию.

 

Серии XPXL

Экономичные, компактные датчики, возбуждаемые постоянным напряжением, обладающие высоким импедансом и малыми рабочими токами. Доступны в нескольких вариантах исполнения с портом подключения среды в виде нейлоновой трубки.

 

Серии SCXL

Датчики серий SCXL имеют калиброванный выход, температурную компенсацию, низкий уровень выходных шумов, обладают высоким импедансом и малыми рабочими токами.

 

SDX005IND4, SXD010IND4

Серии SDX005IND4, SXD010IND4 являются эффективным решением для приложений, в которых необходима высокая производительность при малых размерах, например, при управлении пневматическим оборудованием. Термокомпенсация и калибровка датчиков обеспечивают стабильную работу в пределах рабочего температурного диапазона. Компактный DIP-корпус для монтажа на печатную плату позволяет экономить полезную площадь и размещать в пределах одной платы несколько датчиков.

Исполнение корпуса также предусматривает устойчивость к коррозии и механическим напряжениям.

Высокий импеданс предполагает малый рабочий ток датчиков, что позволяет использовать их в системах с автономным питанием.

 

Серии SXL

Датчики серий SXL ориентированы на измерение малых давлений в портативных устройствах или устройствах с автономным питанием. Данные изделия относятся к недорогим базовым датчикам и являются бюджетным решением для приложений, связанных с измерением давления сухих неагрессивных газовых сред.

Основные свойства:

  • высокая чувствительность в области низких давлений;
  • высокий импеданс;
  • низкий уровень собственных шумов.

 

Серии DUXL

Датчики данной серии построены по проприетарной технологии Honeywell SURSENSETM, позволяющей снижать общие ошибки измерений. Структура датчика обеспечивает практически линейный выходной сигнал в зависимости от приложенного напряжения, существенно снижая ошибки, вызванные изменениями температуры, нагревом и длительной работой датчика.

При этом датчики следует отнести к базовым, так как они требуют индивидуальной калибровки для применения в измерительных системах и не обладают собственными схемами температурной компенсации.

DUXL предназначены, прежде всего, для приложений, в которых доступна информация о внешней среде (в частности, о ее температуре). Низкий профиль датчиков делает их подходящими для встраиваемых приложений, в которых определяющую роль играет размер, например переносные датчики давления, портативные медицинские приборы (бытовые медприборы), индикаторы уровня давления.

Ключевые характеристики датчиков:

  • низкий профиль;
  • малые размеры;
  • логометрический выход.

 

Датчики Honeywell для диапазона низких давлений

Данный поддиапазон отличается несколько более высоким уровнем максимального рабочего давления и чуть большим нижним пределом чувствительности датчиков. В диапазоне низких давлений (таблица 2) также встречаем датчики серий TruStability® HSC и SSC, ASDX а также ряд других серий [2, 3].

Таблица 2. Датчики Honeywell для диапазона низких давлений для монтажа на плату    

Выходной сигнал Диапазон
давлений
Наличие калибровки/ компенсации Температурный диапазон, °С Точность Общая ошибка (TEB) Внешний вид,
способ монтажа
TruStability® HSC
Усиленный, аналоговый или цифровой выход (I2C/SPI) 60 мбар…10 бар (1…150 ф.кв.д.) +/+ 0…50
(компенс.)
±0,25% от полной шкалы ±1% от полной шкалы DIP, SIP, SMT DIP, SIP, SMT
TruStability® SSC
Усиленный, аналоговый или цифровой выход (I2C/SPI) 60 мбар…10 бар (1…150 ф.кв.д.) +/+ -20…85
(компенс.)
±0,25% от полной шкалы ±2% от полной шкалы DIP, SIP, SMT DIP, SIP, SMT
TruStability® NSC
Не усиленный, аналоговый
милливольтовый
60 мбар…10 бар (1…150 ф.кв.д.) –/– -40…85 ±0,25% от полной шкалы DIP, SIP, SMT DIP, SIP, SMT
Серии базовых датчиков NBP
Не усиленный, аналоговый
милливольтовый
1…10 бар
(15…150 ф.кв.д.)
–/– -40…125 ±0,25% от полной шкалы DIP, SMT, безвыводные SMT DIP, SMT, безвыводные SMT
24PC
Не усиленный, аналоговый
милливольтовый
0,5…250 ф.кв.д. (SIP, DIP) 1…15 ф.кв.д. (SMT) 15…30 ф. кв. дюйм для «проточного желоба» –/– -40…85 Типичное значение нелинейности и гистерезиса 0,5% (0,75% для конструктива «проточный желоб») DIP, SIP*, SMT DIP, SIP*, SMT
26PC
Не усиленный, аналоговый
милливольтовый
1…250 ф.кв.д. (SIP, DIP)
1…15 ф.кв.д. (SMT) 1…100 ф. кв. дюйм для «проточного желоба»
+/+ 0…50
(компенс.)
Типичное значение нелинейности и гистерезиса 0,5% (0,35% для конструктива «проточный желоб») DIP, SIP*, SMT DIP, SIP*, SMT
ASDX
Усиленный, аналоговый или цифровой выход (I2C|SPI) 1…100 ф.кв.д. +/+ 0…85
(компенс.)
±2% от полной шкалы DIP DIP
CPC
Не усиленный, аналоговый
милливольтовый
1…150 ф.кв.д. +/+ 0…70
(компенс.)
Типичное значение нелинейности и гистерезиса 0,5% SIP SIP
SCC
Не усиленный, аналоговый
милливольтовый
1…150 ф.кв.д. –/+ 0…50
(компенс.)
Типичное значение нелинейности и гистерезиса 0,2% SMT SMT
SX
Не усиленный, аналоговый
милливольтовый
1…150 ф.кв.д. –/– -40…125 Типичное значение нелинейности и гистерезиса 0,2% SMT SMT
SCX
Не усиленный, аналоговый милливольтовый 1…150 ф.кв.д. +/+ 0…70
(компенс.)
Типичное значение нелинейности и гистерезиса 0,3% SIP SIP
SDX
Не усиленный, аналоговый милливольтовый 1…100 ф.кв.д. +/+ 0…50
(компенс.)
Типичное значение нелинейности и гистерезиса 0,25% DIP DIP
XCP
Не усиленный, аналоговый милливольтовый 1…150 ф.кв.д. +/+ 0…70
(компенс.)
Типичное значение нелинейности и гистерезиса 1,0% SIP SIP
* – (в линеейке имеется также конструктив дифференциального датчика типа «проточный желоб» (flow-through) в SIP-корпусе).

 

Датчики низких давлений серий TruStability® HSC

В серии HSC представлены датчики с полной компенсацией смещения, изменений температуры, чувствительности. Также в датчиках реализованы специализированые схемы обработки сигнала для компенсации нелинейности и обеспечения нормализованного выхода. Встроенные функции самодиагностики увеличивают надежность системы.

Датчики предназначены для измерения давления неагрессивных, неионизированных газов (воздух, азот, углекислый газ), а также жидкостей.

 

Серии TruStability® SSC

Датчики нижнего диапазона данных серий отличает высокая временная стабильность, высокая точность измерений, малая ошибка измерений в пределах рабочего диапазона давлений (не более 2%). Встроенная схема обработки сигнала обеспечивает компенсацию нелинейности зависимости от температуры и приложенного давления в пределах диапазона температур от -20 до 85°С. В дополнение к этому встроенная функция самодиагностики позволяет существенно увеличить надежность системы в целом.

Исполненные в миниатюрных корпусах размером всего 1х1 см датчики нечувствительны к условиям монтажа на печатную плату. В серии доступны корпуса поверхностного монтажа, а также одно- и двухрядные корпуса (SIP, DIP).

Диапазон измеряемых давлений от 60 мбар до 10 бар (от 1 до 150 ф.кв.д.), кроме измерения давления сухих газов возможно измерение давления жидких неагрессивных сред.

 

Серии TruStability® NSC

Серии TruStability® NSC отличают компактные размеры (1х1 см), высокая повторяемость характеристик датчиков от партии к партии, низкое рабочее напряжение и малые токи потребления, логометрический выход. Датчики обладают высокой чувствительностью и малым временем реакции на изменение давления при низком уровне собственных шумов.

Датчики допускают работу с влажными газами или с неагрессивными жидкими средами.

Датчики серии TruStability® NSC способны работать с низкими напряжениями питания (1.8 В) при малом потреблении тока. Это позволяет использовать данные серии в устройствах с автономным питанием.

 

Серии базовых датчиков NBP

Данные серии включают в себя простые и экономичные, но надежные датчики давления с длительным сроком службы. Предназначены в основном для применения в качестве первичных датчиков в составе более сложных систем для задач со специфическими требованиями к параметрам датчиков давления.

NBP с размерами 7х7 мм являются одними из самых миниатюрных датчиков, монтируемых на печатные платы, способны работать в диапазоне температур от -40 до 125°С, что перекрывает требования многих промышленных и автомобильных применений. Доступен широкий выбор датчиков серий NBP в зависимости от требуемого диапазона давлений, способов монтажа и подвода среды.

 

Датчики серий 24PC

Пьезорезистивный чувствительный элемент обеспечивает стабильный выходной сигнал во всем диапазоне измеряемых давлений. Датчики серий 24PC предназначены для измерения абсолютного или избыточного давлений, доступны в нескольких конструктивных исполнениях.

Основные возможности датчиков:

  • малые размеры;
  • DIP-, SIP- или SMT-корпуса;
  • допускают измерение давления влажных газов (в том числе дифференциального давления в случае, если с обеих сторон мембраны- влажная среда);
  • сохраняют полную работоспособность после замерзания и последующей разморозки.

 

Серии 26PC

Являются развитием датчиков предыдущих серий, имеют заводскую калибровку и схемы температурной компенсации.

Основные возможности:

  • малые размеры;
  • SIP-, DIP- или SMT-корпуса;
  • допускают измерение давления влажных газов (в том числе дифференциального давления в случае, если с обеих сторон мембраны — влажная среда);
  • сохраняют полную работоспособность после замерзания и последующей разморозки;
  • калибровка;
  • термокомпенсированные.

 

ASDX серии

Серии ASDX — датчики низких давлений, имеют встроенную цифровую коррекцию смещения датчика, чувствительности, нелинейности, компенсацию изменений температуры.

ASDX имеют аналоговый выход с 12-битным разрешением в пределах компенсированного диапазона напряжения питания.

12-битный цифровой I2C- или SPI-совместимый протокол позволяет подключать датчики непосредственно к управляющему контроллеру без дополнительных внешних элементов. Выход в данном случае является числом в шестнадцатеричном формате, пропорциональном измеряемому давлению, и не зависит от напряжения питания (в пределах допустимых значений питающего напряжения).

 

Серии CPC

CPC — компактные недорогие датчики давления с заводской калибровкой и компенсированным температурным диапазоном. Запитываются постоянным напряжением, обладают достаточно высоким импедансом и низким током потребления.

Отличаются малыми размерами, в том числе низким профилем, что позволяет применять их в приложениях, где размер является одним из критических факторов.

 

Серии SCC, SX

Данные серии выпускаются в корпусах для поверхностного монтажа. Серии SCC отличает наличие температурной компенсации, серии SX — более низкое энергопотребление и низкий уровень собственных шумов.

 

Серии SCX

Среди основных свойств серий SCX:

  • низкая стоимость;
  • калибровка и наличие температурной компенсации;
  • высокая точность;
  • низкий уровень шумов;
  • устойчивость к коррозии.

SCX являются прекрасным выбором для приложений, в которых требуется широкий диапазон рабочих температур и малое время реакции. Дополнительно на двух выводах датчика формируется напряжение, пропорциональное его температуре, которое может быть использовано внешними схемами либо как самостоятельное значение, либо для дальнейшей обработки сигнала.

 

Серии SDX, XCP

SDX ориентированы на приложения, в которых требуется сочетание высокой производительности и компактных размеров. Обладают повышенной точностью и стабильностью в пределах рабочего температурного диапазона. Имеют встроенную схему температурной компенсации. Чувствительный элемент изготовлен с применением лазерной подгонки.

Основные возможности:

  • низкий уровень шумов;
  • низкая стоимость;
  • калибровка;
  • температурная компенсация;
  • устойчивость к коррозии;
  • малое энергопотребление.

 

Датчики серии 24PC

Одними из самых популярных серий датчиков у российских разработчиков является датчики серии 24PC, в частности, 24PC15SMT. Остановимся на них более подробно.

Датчик монтируется непосредственно на плату методом поверхностного монтажа, имеет небольшие размеры: корпус всего 7,11х6,10х7,87 мм, не включая порты подвода давления (размер порта давления добавляет к длине датчика еще 3,81 мм) — см. рисунок 1. Для надежной фиксации на плату на корпусе датчика предусмотрены выступающие фиксаторы. Несмотря на пластиковое исполнение (эластомер), датчик выдерживает температуру монтажа до 260°С.

 

Внешний вид датчиков серии 24PC SMT

 

Рис. 1. Внешний вид датчиков серии 24PC SMT

Несмотря на отсутствие калибровки и компенсации, причины популярности датчиков данной серии кроются в широком рабочем температурном диапазоне от -40 до 85°С, что перекрывает требования многих типов приложений, включая промышленные. В дополнение к этому, датчики способны работать с влажными газами при измерении абсолютного, дифференциального или избыточного давлений, сохраняя работоспособность даже в случае замерзания конденсата.

Электрическая схема датчика достаточно проста: мостовая схема с парой дополнительных резисторов — рисунок 2. При увеличении давления напряжение на выходе А растет, на выходе В — падает.

 

Электрическая принципиальная схема датчиков серии 24PC SMT

 

Рис. 2. Электрическая принципиальная схема датчиков серии 24PC SMT

Входное и выходное сопротивления датчика 5 кОм ±0,5 кОм, размах шкалы выходного сигнала при напряжении питания 10 В составляет 225 мВ. Датчик выдерживает ударные и вибрационные нагрузки до 150g. Вес датчика составляет всего 0,5 грамма.

Потенциальные области применения включают в себя:

  • медицинское оборудование;
  • маломощные насосы;
  • вентиляционное оборудование;
  • топливные ячейки;
  • оборудование, работающее с постоянным повышенным давлением.

 

Заключение

Датчики давления Honeywell для монтажа на печатную плату способны обеспечить решение многих прикладных задач измерения давления в различных областях применения. Все представленные серии датчиков отличает высокая стабильность параметров, высокая точность и повторяемость результатов измерений.

Примерное соответствие параметров датчиков давления наиболее характерных серий требованиям различных приложений представлено в таблицах 3 и 4 [3].

Таблица 3. Возможность применения датчиков Honeywell в различных медицинских приложениях

 

Приложение/Серия TruStability HSC TruStability SSC TruStability NSC 24PC 26PC NBP
Анестезионное оборудование + +
Измерение кровяного давления + + + + +
Стоматологические кресла + +
Оборудование для анализа крови + + + + +
Оборудование для хим. анализа + + + + +
Хроматография + + + + +
Оборудование для проточной цитометрии + + + +
Автоматические лабораторные системы + + + +
Лабораторное оборудование + + + +
Молекулярные исследования + + + +
Больничные кровати   + +
Системы газоснабжения + +
Контроль давления в помещении + +
Небулайзеры + + + + +
Системы распределения кислорода или азота + +
Мониторинг состояния пациента +
Спирометры + + +
Вентиляторы + +

 

Таблица 4. Возможность применения датчиков Honeywell в промышленных приложениях  

Приложение/Серия TruStability HSC TruStability SSC TruStability NSC 24PC 26PC NBP
Компрессоры + +
Детектирование движения воздуха +
Барометры +
Контроль окружающей среды +
Контроль состояния фильтров + +
Хроматография + + +
Системы сбора и распределения газа + + +
Системы вентиляции и кондиционирования + + +
Мониторинг качества воздуха в помещении + +
Ирригационное оборудование + +
Детекторы утечки + + +
Индикаторы уровня +
Контроль пневматического оборудования + +
Индикация давления в клапанах газа/воды + +

Для коммерческих приложений датчики таких серий, как TruStability® HSC, TruStability® SSC, ASDX, могут предоставить законченное решение с минимальными затратами на обработку сигнала и подключение датчика к системе.

Серии CPXL, XPXL, TruStability® NSC, NBP, 24PC способны обеспечить широкий температурный диапазон измерений при незначительных затратах. Также данные серии могут служить основой для построения систем измерения давления со специфическими требованиями к датчику по точности, стабильности, типу выходного сигнала и конструктивному исполнению, которым возможно не может удовлетворить полностью законченный интегрированный прибор.

 

Литература

1. А. Маргелов. Датчики давления компании HONEYWELL.//Chip News. 2005. №7. с. 46 — 50.

2. Board Mount Pressure Sensors Line Guide.// http://sensing.honeywell.com/board%20mount%20pressure%20sensors%20line%20guide_008152-13-en_final_09jul12_low%20res.pdf 

3. Selecting Honeywell Board Mount Pressure Sensors: TruStability®, 24 PC, 26 PC, and Basic NBP.// http://sensing.honeywell.com/pressure_force_flow_008081-13-en_lowres.pdf.

Получение технической информации, заказ образцов, поставка — e-mail: sensors.vesti@compel.ru 

Наши информационные каналы

О компании Honeywell

Honeywell International, Inc. — крупная американская корпорация, производящая электронные системы управления и автоматизации. Корпорация Honeywell International — мировой лидер в области технологий и промышленного производства, входящий в список 100 ведущих компаний, составляемый журналом Fortune. Она известна во всем мире своими разработками в области аэрокосмического оборудования, технологий для эксплуатации зданий и промышленных сооружений, автомобильного оборудования, турбокомпрессоров и ...читать далее