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單晶硅壓力變送器差壓變送器如何實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定性

2020/4/8 2:11:12 人評(píng)論 次瀏覽 分類:壓力測(cè)量  文章地址:http://prosperiteweb.com/tech/1149.html

當(dāng)前高穩(wěn)定性壓力、差壓變送器在自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越重要,如何發(fā)展具備中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高穩(wěn)定性壓力變送器是中國(guó)本土變送器制造廠商面臨著的一個(gè)非常嚴(yán)峻的問(wèn)題。然而通過(guò)實(shí)踐表明可以從超穩(wěn)型單晶硅原理芯片的選擇、超穩(wěn)型單晶硅硅片的無(wú)應(yīng)力封裝、回程誤差的消除、靜壓誤差的減弱和補(bǔ)償、儀表量程比的拓寬、接液面的特殊處理以及超高溫測(cè)量等諸多技術(shù)方面的著手和突破,可以大幅提升高穩(wěn)定性壓力、差壓變送器的全性能、準(zhǔn)確度等級(jí)和可靠性。從而彌補(bǔ)國(guó)外高端變送器對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的壟斷和沖擊。
 
壓力變送器、差壓變送器作為一種高精密的測(cè)量?jī)x器,在自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用非常普遍和意義重大。在大多數(shù)的重要工業(yè)領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用,如火力發(fā)電、核電、石油冶煉、化工、鋼鐵、造紙、制藥、食品、水泥制造等領(lǐng)域。然而在這些廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域中,由中國(guó)人自己研發(fā)和制造的中高端壓力變送器非常匱乏,幾乎完全被美國(guó)、日本、德國(guó)、瑞士等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的壓力變送器所壟斷。這對(duì)當(dāng)前飛速發(fā)展的中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)來(lái)說(shuō),是一個(gè)巨大的安全隱患。所以對(duì)于研發(fā)和規(guī)模化生產(chǎn)具有中國(guó)自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高穩(wěn)定性壓力、差壓變送器顯得越來(lái)越重要和意義重大。昌暉儀表制造有限公司正是立足于這種國(guó)內(nèi)空白,通過(guò)數(shù)年的時(shí)間從瑞士引進(jìn)和學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù),以及通過(guò)適應(yīng)國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)特點(diǎn)的再研發(fā)和大規(guī)模試生產(chǎn)驗(yàn)證,最終形成了單晶硅電阻原理的中高端壓力、差壓變送器生產(chǎn)線。 

1、當(dāng)前主流高穩(wěn)定性壓力、差壓變送器的技術(shù)現(xiàn)狀分析
當(dāng)前中國(guó)市場(chǎng)上主流的高穩(wěn)定性壓力、差壓變送器主要分為三種類型和原理。第一種為以美國(guó)制造商研發(fā)和生產(chǎn)的金屬電容式壓力、差壓變送器,其代表性的型號(hào)為1151系列和3051C/S系列。其工作原理為:外界壓差傳遞到內(nèi)部的金屬電容極板,當(dāng)極板發(fā)生位移后即產(chǎn)生電容量的變化,將這種電容量的變化通過(guò)電子電路收集、放大和軟件補(bǔ)償處理后,就得到壓力信號(hào)的線性輸出。 

1151系列電容式傳感器技術(shù)由80年代開(kāi)始引進(jìn)入中國(guó)大陸以后,在國(guó)內(nèi)得到了大規(guī)模的仿造和推廣,至2016年止國(guó)內(nèi)仿制的制造廠商達(dá)到了近100家,比較典型的國(guó)內(nèi)制造商有上海、西安、北京、重慶以及核工業(yè)部等儀表公司。國(guó)內(nèi)儀表制造商經(jīng)過(guò)多年的研究和探索,至21世紀(jì)初多數(shù)廠家開(kāi)始將1151變送器進(jìn)行了小型化處理,體積大幅縮小,并且由模擬電路逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榱藬?shù)字電路,最終實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確度等級(jí)從0.5級(jí)提升到了0.1級(jí)。但這種改進(jìn)沒(méi)有根本性改變傳感器的結(jié)構(gòu),因此改進(jìn)后仍存在較大的局限性,其準(zhǔn)確度、長(zhǎng)期穩(wěn)定性、EMC性能、靜壓性能、溫度性能等和原裝的羅斯蒙特3051C/S產(chǎn)品相比差距非常大。最終導(dǎo)致國(guó)內(nèi)的變送器仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家的形勢(shì)。 

然而,美國(guó)3051C/S系列變送器,卻在1151的基礎(chǔ)上進(jìn)行了革命性的改進(jìn),實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)隔離、懸浮、電路可靠性提升等大量的實(shí)質(zhì)性改進(jìn)。其準(zhǔn)確度等級(jí)實(shí)現(xiàn)了0.05級(jí)的跨域。但是,這種3051C/S壓力變送器所帶來(lái)的技術(shù)難度和技術(shù)壁壘,不能有效的被中國(guó)本土企業(yè)突破,因此幾乎所有的中國(guó)制造廠家均放棄了電容式變送器的進(jìn)一步探索和研究。

第二種為日本制造商研發(fā)和生產(chǎn)的單晶硅壓力變送器、差壓變送器,其代表性的型號(hào)為橫河EJA和EJX系列。其工作原理為:外界壓差傳遞到內(nèi)部的單晶硅諧振梁,諧振梁在壓力的作用下產(chǎn)生了一對(duì)跟隨壓力變化的差動(dòng)的頻率信號(hào),將這對(duì)差動(dòng)的頻率信號(hào)通過(guò)電子電路收集、放大和軟件補(bǔ)償處理后,就得到壓力信號(hào)的線性輸出。 

橫河EJA系列單晶硅諧振式變送器,較之電容式傳感器其生產(chǎn)過(guò)程中的制造成本控制有一定的優(yōu)勢(shì)。主要的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在溫度和靜壓補(bǔ)償環(huán)節(jié)中,即:雙諧振回路的原始差動(dòng)信號(hào)輸出,而此差動(dòng)信號(hào)不被溫度和靜壓的影響,因此對(duì)于后期的變送器的溫度補(bǔ)償和靜壓補(bǔ)償?shù)裙ば颦h(huán)節(jié)操作較為簡(jiǎn)便。其最終的準(zhǔn)確度等級(jí)到達(dá)0.065級(jí),稍遜色于羅斯蒙特3051C/S系列。但是由于單晶硅諧振梁芯片的批量生產(chǎn)技術(shù)被日本橫河公司壟斷,這種單晶硅諧振梁芯片所帶來(lái)的技術(shù)難度和技術(shù)壁壘,同樣不能有效地被中國(guó)本土企業(yè)突破,因此幾乎所有的中國(guó)制造廠商均放棄了單晶硅諧振式變送器的進(jìn)一步探索和研究。

第三種為德國(guó)、瑞士為代表的單晶硅電阻式壓力、差壓變送器。其工作原理為:外界壓差傳遞到內(nèi)部的單晶硅全動(dòng)態(tài)的壓阻效應(yīng)惠斯登電橋,惠斯頓電橋在壓力的作用下產(chǎn)生一個(gè)跟隨壓力變化的電壓信號(hào)輸出,將這個(gè)電壓信號(hào)通過(guò)電子電路收集、放大和軟件補(bǔ)償處理后,就得到壓力信號(hào)的線性輸出。

這種單晶硅電阻式傳感器的輸出靈敏性高、信號(hào)量大、回差極小,并且電路設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)潔可靠,所以國(guó)際上較
多變送器制造廠商優(yōu)先采用此方案進(jìn)行高端變送器的研發(fā)和制造。但是較之上文提及的金屬電容式傳感器和單晶硅諧振式傳感器, 單晶硅電阻芯片的應(yīng)用具有較為特殊的工藝要求。主要表現(xiàn)在硅芯片的無(wú)應(yīng)力封裝技術(shù)和硅薄膜的單向過(guò)載保護(hù)技術(shù)方面。這兩項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)在2000年之前牢牢掌握在西方發(fā)達(dá)國(guó)家手中,從2010年之后,昌暉儀表制造有限公司通過(guò)從瑞士ROCKSENSOR的技術(shù)合作、引進(jìn)和再研發(fā),最終充分掌握了多項(xiàng)相關(guān)技術(shù),因此實(shí)現(xiàn)了高穩(wěn)定性硅壓力、差壓變送器在國(guó)內(nèi)大規(guī)模制造,其YR-ER100系列的高穩(wěn)定性單晶硅變送器的準(zhǔn)確度等級(jí)達(dá)到了0.05級(jí),縮短了與以上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家知名品牌變送器的差距。

單晶硅變送器 http://prosperiteweb.com/product/list_124_1.html 

2、YR-ER100系列高穩(wěn)定性單晶硅壓力變送器、單晶硅差壓變送器的實(shí)現(xiàn)
2.1 單晶硅壓力變送器工作原理
如圖1所示,YR-ER100單晶硅傳感器的敏感元件是將P型雜質(zhì)擴(kuò)散到N型硅片上,形成極薄的導(dǎo)電P型層,焊上引線即成“單晶硅應(yīng)變片”,其電氣性能是做成一個(gè)全動(dòng)態(tài)的壓阻效應(yīng)惠斯登電橋。該壓阻效應(yīng)惠斯登電橋和彈性元件(即其N型硅基底)結(jié)合在一起。介質(zhì)壓力通過(guò)密封硅油傳到硅膜片的正腔側(cè),與作用在負(fù)腔側(cè)的介質(zhì)形成壓差,它們共同作用的結(jié)果使膜片的一側(cè)壓縮,另一側(cè)拉伸,壓差使電橋失衡,輸出一個(gè)與壓力變化對(duì)應(yīng)的信號(hào)。惠斯登電橋的輸出信號(hào)經(jīng)電路處理后,即產(chǎn)生與壓力變化成線性關(guān)系的4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。 

對(duì)于表壓傳感器,其負(fù)腔側(cè)通常通大氣,以大氣壓作為參考?jí)毫Γ粚?duì)于絕壓傳感器,其負(fù)腔側(cè)通常為真空室,以絕對(duì)真空作為參考?jí)毫?;?duì)于差壓傳感器,其負(fù)腔側(cè)的導(dǎo)壓介質(zhì)通常和正腔側(cè)相同,如硅油、氟油、植物油等。  
硅傳感器結(jié)構(gòu)圖                               
圖1  硅傳感器結(jié)構(gòu)圖                                                                   圖2  膜片受壓示意圖
 
如圖2所示,在正負(fù)腔室的壓差作用下,引起測(cè)量硅膜片(即彈性元件)變形彎曲,當(dāng)壓差P小于測(cè)量硅膜片的需用應(yīng)力比例極限σp時(shí),彎曲可以完全復(fù)位;當(dāng)壓差P超過(guò)測(cè)量硅膜片的需用應(yīng)力比例極限σp后,將達(dá)到材料的屈服階段,甚至達(dá)到強(qiáng)化階段,此時(shí)撤去壓差后測(cè)量硅膜片無(wú)法恢復(fù)到原位,導(dǎo)致發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的測(cè)量偏差;當(dāng)壓差P達(dá)到或超過(guò)測(cè)量硅膜片能承受的最高應(yīng)力σb后,測(cè)量硅膜片破裂,直接導(dǎo)致傳感器損壞。因此,通過(guò)阻止或削弱外界的過(guò)載壓差P直接傳遞到測(cè)量硅膜片上,可以有效保護(hù)傳感器的測(cè)量精度和壽命。這就引出了對(duì)單晶硅芯片進(jìn)行過(guò)載保護(hù)設(shè)計(jì)的問(wèn)題。 

2.2 YR-ER100的壓力過(guò)載保護(hù)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)
如圖3所示,為克服單晶硅硅片抗過(guò)載能力不足的缺陷,YR-ER100配備了一種具有單向壓力過(guò)載保護(hù)的差壓傳感器。該單向壓力過(guò)載保護(hù)差壓傳感器不僅能測(cè)出現(xiàn)場(chǎng)工況在額定壓力范圍內(nèi)的壓差值,而且在發(fā)生單向壓力過(guò)載的情況下還能有效地進(jìn)行自我保護(hù),避免了硅差壓傳感單向壓力過(guò)載而引起的損壞。 
帶過(guò)載保護(hù)的差壓傳感器結(jié)構(gòu)示意圖 
圖3  帶過(guò)載保護(hù)的差壓傳感器結(jié)構(gòu)示意圖 

如圖4、圖5所示,當(dāng)有超過(guò)差壓測(cè)量硅膜片允許工作范圍的差壓出現(xiàn)時(shí),中心隔離移動(dòng)膜片向低壓一側(cè)移動(dòng),并使高壓一側(cè)的外界隔離膜片和腔室內(nèi)壁重合,從而使得高壓側(cè)硅油全部趕入腔室內(nèi),無(wú)法向單晶硅芯片進(jìn)一步傳遞更高的壓力值,最終在單晶硅芯片上避免了超高壓的發(fā)生,有效地實(shí)現(xiàn)了保護(hù)單晶硅芯片的目的。 
硅傳感器正、負(fù)過(guò)載示意圖
圖4  正腔過(guò)載示意圖                                                            圖5  負(fù)腔過(guò)載示意圖 

YR-ER100的這種抗過(guò)載設(shè)計(jì)方法有效的保護(hù)了單晶硅芯片的長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性,尤其在有水錘現(xiàn)象存在的工況場(chǎng)合更加能夠突出其優(yōu)越性。

2.3 YR-ER100優(yōu)越的量程比可調(diào)性能
由于單晶硅芯片的輸出信號(hào)量較大,在5V的恒壓源激勵(lì)下其典型的量程輸出
到達(dá)了100mV,這樣對(duì)于后端的電子電路和軟件較為容易實(shí)現(xiàn)信號(hào)補(bǔ)償和放大處理。相比于金屬電容式壓力、差壓變送器,單晶硅原理的壓力、差壓變送器的量程比性能非常優(yōu)越,其常用壓力變送器的量程可調(diào)比達(dá)到了100:1,微差壓變送器的可調(diào)量程比達(dá)到10:1。經(jīng)量程壓縮后仍能保持較高的基本精度,大幅拓寬了單晶硅壓力變送器的可調(diào)節(jié)范圍,對(duì)用戶的應(yīng)用較為方便和有意義。 

如表1所示,3臺(tái)經(jīng)抽樣的YR-ER101差壓變送器經(jīng)過(guò)10:1量程縮小和100:1量程縮小后的準(zhǔn)確度考核結(jié)果。滿量程為0-250kPa,壓縮10倍后的量程變更為0-25kPa,壓縮100倍后的量程變更為0-2.5kPa。從實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可以看出,當(dāng)壓縮10倍量程比后,其基本誤差分別為0.019%、0.012%、0.025%,仍然能夠保持由于0.05級(jí)的準(zhǔn)確度;當(dāng)壓縮100倍量程比后,其基本誤差分別為0.147%、0.219%、0.197%,其仍然可以優(yōu)于0.25級(jí)的準(zhǔn)確度。單晶硅壓力變送器 
表一   YR-ER101單晶硅差壓變送器的量程比性能試驗(yàn) 
YR-ER101單晶硅差壓變送器的量程比性能試驗(yàn)
 

如表2所示,3臺(tái)經(jīng)抽樣的YR-ER102壓力變送器經(jīng)過(guò)10:1量程縮小和100:1量程縮小后的準(zhǔn)確度考核結(jié)果。滿量程為0-40MPa,壓縮10倍后的量程變更為0-4MPa,壓縮100倍后的量程變更為0-400kPa。從實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可以看出,當(dāng)壓縮10倍量程比后,其基本誤差分別為0.041%、0.047%、0.034%,仍然能夠達(dá)到0.05級(jí)的準(zhǔn)確度;當(dāng)壓縮100倍量程比后,其基本誤差分別為0.15%、0.063%、0.153%,其仍然可以優(yōu)于0.25級(jí)準(zhǔn)確度。 

表二   YR-ER102單晶硅壓力變送器的量程比性能試驗(yàn) 
YR-ER102單晶硅壓力變送器的量程比性能試驗(yàn)
 

2.4 YR-ER100優(yōu)越的壓力滯后性能 
壓力滯后特性也稱回程誤差特性,俗稱回差,對(duì)于壓力、差壓變送器來(lái)說(shuō)是一個(gè)較為重要的考核指標(biāo)?;夭畹?/span>大小直接影響到變送器的測(cè)量準(zhǔn)確性和長(zhǎng)期漂移性能。如圖5所示,這是一張典型的單晶硅誤差曲線和金屬電容誤差曲線的比較示意圖。從圖中可以看出,單晶硅原理傳感器的線性誤差曲線的回差極小,上行程和下行程幾乎重合,其回差基本可以忽略不計(jì);而金屬電容式原理的線性誤差曲線的回差較大,上行程和下行程呈開(kāi)口狀,直接影響到變送器的輸出精度。單晶硅壓力變送器誤差曲線例圖
圖5  誤差曲線例圖

2.5 YR-ER100獨(dú)特的靜壓特性 
差壓變送器在測(cè)量罐體液位或管道流量時(shí),如果對(duì)靜壓影響不作校正或補(bǔ)償,將會(huì)給測(cè)量帶來(lái)較大誤差,尤其是在液位范圍較小或相對(duì)流量較小時(shí),影響更巨大。例如一臺(tái)電容式差壓變送器同節(jié)流裝置一起組成差壓式流量計(jì),在32MPa工作靜壓條件下其滿量程靜壓誤差為≤±2%FS,雖然其零位誤差,可以通過(guò)調(diào)零來(lái)消除,但是滿位輸出誤差無(wú)法避免。因此此靜壓誤差直接影響流量的測(cè)試,并且影響量較大。在這種應(yīng)用工況下,差壓變送器的靜壓性能顯得尤為重要,如果靜壓誤差經(jīng)過(guò)補(bǔ)償,或其本身靜壓誤差極小,則其測(cè)量精度將會(huì)得到大幅提高。 

YR-ER101差壓變送器采用獨(dú)特的單晶硅芯片封裝工藝,封裝以后其內(nèi)腔和外腔達(dá)到壓力平衡。如圖6所示為單晶硅硅片的封裝示意圖,當(dāng)有工作靜壓加載到測(cè)量硅片的正負(fù)腔時(shí),工作靜壓通過(guò)硅片外部的正腔硅油和硅片內(nèi)部的負(fù)腔硅油平衡加載到測(cè)量硅片上,并實(shí)現(xiàn)了相互抵消,從而使得測(cè)量硅片對(duì)工作靜壓的彎曲變形極小。這樣處理大幅提升了差壓變送器的靜壓影響性能。 
單晶硅硅片封裝示意圖
圖6  單晶硅硅片封裝示意圖 

而在微差壓變送器的應(yīng)用場(chǎng)合,由于微差壓信號(hào)量過(guò)小,對(duì)于靜壓影響造成的影響非常敏感,如上所述的獨(dú)特的封裝設(shè)計(jì)和工藝仍不能完全消除或減弱靜壓影響量。因此針對(duì)此問(wèn)題,YR-ER101的微差壓變送器在其傳感器的內(nèi)部集成了一個(gè)可以測(cè)量工作靜壓的絕壓傳感器,如圖7所示為YR-ER101微差壓傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。此絕壓傳感器可以將測(cè)得的工作靜壓信號(hào)實(shí)時(shí)反饋給內(nèi)部的微處理器,微處理器利用此工作靜壓坐標(biāo)軸自動(dòng)修正微差壓輸出信號(hào),從而達(dá)到靜壓補(bǔ)償?shù)墓δ?。通過(guò)獨(dú)特的封裝工藝以及加裝絕壓傳感器后,大幅提升了YR-ER101差壓變送器的工作靜壓性能,從而保證了差壓變送器的測(cè)量準(zhǔn)確度和高穩(wěn)定性。 
單晶硅微差壓傳感器結(jié)構(gòu)示意圖
圖7  單晶硅微差壓傳感器結(jié)構(gòu)示意圖 

2.6 YR-ER100獨(dú)特的膜片處理工藝 
相比于美國(guó)羅斯蒙特的金屬電容式傳感器、日本橫河的單晶硅傳感器、歐洲ABB的硅差壓傳感器等采用的隔離環(huán)膜片焊接方式,YR-ER101差壓傳感器采用了更為先進(jìn)的無(wú)隔離環(huán)的衛(wèi)生型膜片焊接方式。這種衛(wèi)生型膜片焊接方式使得焊縫光滑,無(wú)縫隙,無(wú)死角,可以滿足直接焊接多種材質(zhì)膜片,如 316L、哈氏C、鉭膜片、蒙乃爾膜片,由于沒(méi)有縫隙的存在還可以在接液面進(jìn)行直接鍍金和噴涂PTFE等處理工藝。這種設(shè)計(jì)方式和特殊的處理工藝使得差壓變送器的接液范圍大幅延伸和拓展,并且大幅提升了腐蝕場(chǎng)合差壓變送器的使用壽命。 

2.7 YR-ER100獨(dú)特的超高溫遠(yuǎn)傳設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)
眾所周知,壓力、差壓變送器中的高溫遠(yuǎn)傳膜盒在應(yīng)用過(guò)程中,當(dāng)介質(zhì)溫度超過(guò)350℃應(yīng)用時(shí)存在著巨大的安全隱患,較為容易出現(xiàn)硅油氣化、數(shù)據(jù)失真或壽命下降等問(wèn)題,這就要求應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)的介質(zhì)有一定的工作靜壓從而形成背壓來(lái)保證膜盒的正常工作。這樣造成了壓力、差壓變送器的遠(yuǎn)傳液位測(cè)量應(yīng)用范圍受到了限制。而600℃超高溫遠(yuǎn)傳壓力變送器采用了超高溫介質(zhì)的測(cè)量技術(shù),其介質(zhì)的可測(cè)量溫度達(dá)到了600℃。
超高溫遠(yuǎn)傳結(jié)構(gòu)原理圖 
圖8  超高溫遠(yuǎn)傳結(jié)構(gòu)原理圖 

600℃超高溫遠(yuǎn)傳壓力變送器


如圖8所示為此超高溫遠(yuǎn)傳的結(jié)構(gòu)示意圖。此超高溫遠(yuǎn)傳結(jié)構(gòu)分為超高溫充灌液和普通高溫充灌液兩個(gè)腔體,兩個(gè)腔體之間焊接隔離膜片,并在超高溫充灌腔體內(nèi)設(shè)一個(gè)散熱桿。和介質(zhì)直接接觸的超高溫充灌液可以承受600℃的介質(zhì)高溫,但是超高溫充灌液的粘度較高,不適合充入毛細(xì)管進(jìn)行壓力傳遞。因此,通過(guò)中間隔離膜片和普通高溫充灌液腔體的壓力進(jìn)一步傳遞,可以保證壓力的有限傳遞和快速響應(yīng)。而高溫?zé)崃拷?jīng)散熱后傳遞到普通高溫充灌腔體時(shí)溫度已大幅下降,可以保證普通高溫充灌液腔體的正常使用。這種方式拓寬了高溫遠(yuǎn)傳變送器的應(yīng)用范圍,并提高了超高溫遠(yuǎn)傳變送器的可靠性和壽命。

2.8 YR-ER100的實(shí)現(xiàn)性能指標(biāo)和可靠性 
通過(guò)以上對(duì)YR-ER100系列產(chǎn)品技術(shù)的介紹和分析,筆者簡(jiǎn)要地闡述了YR-ER100單晶硅高穩(wěn)定性壓力、差壓變送器項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。制造廠商從單晶硅原理芯片的選擇、單晶硅硅片的無(wú)應(yīng)力封裝、回程誤差的消除、靜壓影響的減弱、量程比的放大、接液面的特殊處理工藝以及超高溫測(cè)量的拓展等多方面來(lái)提升高穩(wěn)定性壓力、差壓變送器的全性能、準(zhǔn)確度等級(jí)和可靠性。通過(guò)以上多種途徑的技術(shù)引進(jìn)和消化,并再加入創(chuàng)新性設(shè)計(jì),使得YR-ER100系列高穩(wěn)定性壓力、差壓變送器達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平,其主要的技術(shù)優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為:
①準(zhǔn)確度等級(jí)達(dá)到0.05級(jí),并取得計(jì)量器具制造許可證,達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平; 
②微差壓變送器采用獨(dú)特的雙過(guò)載保護(hù)膜片專利技術(shù),可達(dá)±0.075%的高測(cè)量精度,最大的工作靜壓達(dá)到16MPa,最小的測(cè)量差壓為-50Pa~50Pa,遙遙領(lǐng)先國(guó)內(nèi)外技術(shù)水平; 
③差壓變送器最高工作靜壓可達(dá)40MPa,單向過(guò)載壓力最高可達(dá)40MPa; 
④差壓傳感器內(nèi)部可選封裝絕壓傳感器,可用于現(xiàn)場(chǎng)工作靜壓的測(cè)量和顯示,也可應(yīng)用于靜壓補(bǔ)償,使得單晶硅壓力變送器的靜壓性能極佳,使得典型規(guī)格的靜壓誤差最優(yōu)為≤±0.05%/10MPa。同時(shí),由于內(nèi)部絕壓傳感器的集成,保證了YR-ER100多參數(shù)變送器的成功研發(fā),可廣泛用于氣體流量的測(cè)量領(lǐng)域,并填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)高端多參數(shù)變送器的空白。 
5)壓力、差壓傳感器內(nèi)部集成的高靈敏度溫度傳感器,使得變送器溫度性能極佳,最優(yōu)為≤±0.04%/10K;
6)6kPa和40kPa微壓力量程表壓/絕壓變送器可選用獨(dú)特?zé)o傳壓損耗過(guò)載保護(hù)膜片專利技術(shù),單向過(guò)壓最高達(dá)7MPa,大幅拓寬了微壓力傳感器的特殊領(lǐng)域的應(yīng)用范圍; 
7)典型規(guī)格的長(zhǎng)期零位漂移量≤±0.1%/3年,并通過(guò)12萬(wàn)次90%的量程的極限壓力疲勞測(cè)試,達(dá)到了10年免維護(hù)的能力; 
8)實(shí)現(xiàn)了極寬的測(cè)量范圍0-100Pa~60MPa,最高100:1的可調(diào)節(jié)量程比輸出; 
9)遠(yuǎn)傳變送器采用先進(jìn)的超高溫專利技術(shù),可應(yīng)用于400℃超高溫測(cè)量場(chǎng)合,突破了遠(yuǎn)傳產(chǎn)品應(yīng)用和測(cè)量的瓶頸。 
  

昌暉儀表制造有限公司通過(guò)以上多種途徑的技術(shù)引進(jìn)、消化和吸收后,再融入自主研發(fā)的創(chuàng)新性設(shè)計(jì),使得YR-ER100系列高穩(wěn)定性壓力、差壓變送器達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平,其準(zhǔn)確度等級(jí)達(dá)到了最高等級(jí)的0.05級(jí),其部分性能甚至超越了國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的變送器水平。最終不僅使企業(yè)保證擁有自主核心技術(shù)和產(chǎn)權(quán)的前提下,還為中國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展和安全運(yùn)行打下扎實(shí)的基礎(chǔ),并為中國(guó)的工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展做好了充分的準(zhǔn)備。

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