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- 對(duì)高精度超低壓傳感器的需求
- 來(lái)源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2021/11/25
血液透析機(jī)
呼吸機(jī)
麻醉機(jī)
睡眠呼吸暫停機(jī)
醫(yī)學(xué)化學(xué)
了解板裝式壓力傳感器的優(yōu)點(diǎn)以及選擇它們時(shí)的注意事項(xiàng)。
許多應(yīng)用需要能夠提供極高準(zhǔn)確度的超低壓傳感器（圖 1），包括醫(yī)療呼吸機(jī)和用于建筑節(jié)能的可變風(fēng)量 (VAV) 控制系統(tǒng)等多種多樣的設(shè)計(jì)。越來(lái)越多的工程師開始使用板載壓力傳感器來(lái)解決空間和可靠性等常見問題。
圖 1. 超低、高精度壓力傳感器可作為板載解決方案提供，可測(cè)量絕壓、表壓和差壓。圖片由霍尼韋爾提供。
板載壓力傳感器的優(yōu)勢(shì)
板載壓力傳感器（圖 2）已成為工程師的熱門選擇，他們的應(yīng)用需要低壓、高精度傳感器。這些緊湊型傳感器可以輕松安裝在 PCB（印刷電路板）上，從而可以將它們直接集成到電子組件中。
它們緊湊的占地面積解決了空間限制，并且它們利用對(duì)壓力變化（包括絕對(duì)壓力、差壓和表壓）高度敏感的微觀結(jié)構(gòu)，從而可以獲得準(zhǔn)確的超低壓力讀數(shù)。
此外，板載壓力傳感器的設(shè)計(jì)意味著它們是節(jié)能的。
圖 2. 板載壓力傳感器非常緊湊，易于集成到電路和電子設(shè)備中。圖片由霍尼韋爾提供。
高精度、超低壓傳感器的醫(yī)療應(yīng)用
需要高精度、超低壓傳感器的醫(yī)療應(yīng)用包括：
在血液透析機(jī)中，當(dāng)血液接近人工腎并調(diào)節(jié)進(jìn)出患者的血流量時(shí)，這些壓力傳感器依賴于這些壓力傳感器來(lái)調(diào)節(jié)混合罐中的壓力。
或者在呼吸機(jī)中，除了檢測(cè)過濾器是否存在堵塞之外，它們還有助于監(jiān)測(cè)患者的呼吸并檢測(cè)其是否突然惡化。高精度壓力傳感器在麻醉機(jī)中具有類似的用途，因?yàn)樗鼈儨y(cè)量進(jìn)出患者的空氣和氧氣壓力，以確保它永遠(yuǎn)不會(huì)超過安全水平。
睡眠呼吸暫停機(jī)（圖 3），包括 CPAP、Auto-PAP 和 Bilevel-PAP，利用超低壓傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)向患者輸送空氣的壓力。它們還用于監(jiān)測(cè)血壓和病房空氣。
圖 3. 高精度、低壓板安裝壓力傳感器用于呼吸機(jī)和麻醉設(shè)備。圖片由Pixabay提供。
總而言之，在醫(yī)學(xué)化學(xué)中，高精度壓力傳感器用于化學(xué)分析儀。例如，壓力傳感器與移液器一起使用，以吸取正確數(shù)量的流體，檢測(cè)小瓶是否放錯(cuò)了位置，驗(yàn)證沒有吸入空氣，并識(shí)別障礙物的存在。其他應(yīng)用包括流式細(xì)胞術(shù)、分子檢測(cè)和其他類別的自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)設(shè)備。
其他應(yīng)用
建筑節(jié)能也需要超低、高精度的壓力傳感器，例如監(jiān)測(cè)與過濾器相關(guān)的壓力以優(yōu)化更換時(shí)間，以及確定過濾器是否堵塞或丟失。高精度壓力傳感器可用于與打開的窗戶相關(guān)的壓力變化，以便可以自動(dòng)改變氣流或調(diào)整窗戶位置。
它們還集成到 VAV 系統(tǒng)中，以確保整個(gè)建筑物的氣流平衡。超低、高精度壓力傳感器還可用于流量校準(zhǔn)器、氣動(dòng)控制、氣體流量?jī)x表、氣相色譜儀和氣壓計(jì)等。
所有這些應(yīng)用都直接適用于板載壓力傳感器解決方案的使用。
選擇板載壓力傳感器時(shí)的注意事項(xiàng)
選擇板載傳感器涉及壓力傳感器通常涉及的設(shè)計(jì)選擇（例如，工作壓力范圍、環(huán)境溫度、介質(zhì)類型）。然而，要從板裝產(chǎn)品線中選擇最合適的高精度、超低壓傳感器，還有一些考慮需要更深入地探討。
壓力范圍和爆破壓力
在某些應(yīng)用中，就最高壓力以及爆破壓力的潛在問題而言，壓力范圍可能存在相當(dāng)大的不確定性。包括高工作壓力（與校準(zhǔn)壓力范圍相反）的范圍可以讓超低壓傳感器持續(xù)承受高于校準(zhǔn)范圍的壓力而不會(huì)造成傷害。當(dāng)結(jié)合高爆破壓力時(shí)，可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程，減少潛在的系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間，并增強(qiáng)系統(tǒng)的整體可靠性。
準(zhǔn)確性
有三種基本類型的誤差會(huì)影響壓力傳感器的精度：壓力非線性、滯后和非重復(fù)性。極其嚴(yán)格的精度，通常用 FSS BFSL（全量程跨度，最佳擬合直線）來(lái)衡量，可以提高系統(tǒng)效率，減少客戶的校準(zhǔn)要求，使軟件開發(fā)更簡(jiǎn)單，并最大限度地減少系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
總誤差帶
TEB（總誤差帶）考慮了與精度和偏移、FSS（滿量程）、偏移熱效應(yīng)、跨度熱效應(yīng)和熱滯后相關(guān)的誤差——在補(bǔ)償溫度范圍內(nèi)。要使高精度壓力傳感器提供準(zhǔn)確、可靠和可重復(fù)的讀數(shù)，必須考慮 TEB。
除了提高整體系統(tǒng)精度外，依賴 TEB 還有其他好處。選擇具有低 TEB 的板載高精度壓力傳感器還支持最小部件間精度差異，從而增強(qiáng)傳感器的互換性。最后，具有小 TEB 的壓力傳感器減少了制造時(shí)間和成本，因?yàn)槊總�(gè)傳感器都不需要單獨(dú)校準(zhǔn)和測(cè)試。
穩(wěn)定
穩(wěn)定性對(duì)整體系統(tǒng)性能很重要，有助于最大限度地減少校準(zhǔn)需求。它還通過最大限度地減少維修或更換傳感器的需要來(lái)支持整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行時(shí)間。對(duì)于關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用程序尤其如此，例如影響健康和福祉的應(yīng)用程序。
能源效率
由于各種原因，包括它們對(duì)整體系統(tǒng)性能的貢獻(xiàn)，與板載壓力傳感器相關(guān)的功耗非常重要。此外，許多高精度、低壓傳感器的應(yīng)用必須是便攜的，低功耗可延長(zhǎng)電池壽命。更好的是包含可選睡眠模式的產(chǎn)品線，以進(jìn)一步降低功率要求。
濕氣敏感度 1 級(jí)
符合 IIPC/JEDEC J-STD-020D.1 濕度敏感度 1 級(jí)要求的壓力傳感器使回流焊連接和/或修復(fù)過程更加安全，無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間烘烤。這使用戶能夠避免在回流過程中經(jīng)常出現(xiàn)的太常見的機(jī)械和熱損壞，并支持精益制造，因?yàn)榻Y(jié)果既穩(wěn)定又在回流過程后很快就可以使用。此外，滿足與濕度敏感度相關(guān)的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)也支持在正確存儲(chǔ)時(shí)無(wú)限的車間壽命。
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