Ako otestovať výkon tlakových snímačov MEMS?

Ahoj! Ako dodávateľ MEMS tlakových vysielačov mám s testovaním týchto šikovných zariadení spravodlivý podiel skúseností. Prevodníky tlaku MEMS sú v dnešnej dobe všade – od automobilových systémov po priemyselné stroje a dokonca aj v zdravotníckych zariadeniach. Ich výkon môže spôsobiť alebo zlomiť systémy, do ktorých sú integrované, takže je mimoriadne dôležité ich správne otestovať. V tomto blogu vás prevediem tým, ako otestovať výkon MEMS tlakových vysielačov.

Pochopenie základov

Predtým, než sa pustíme do testovacieho procesu, prejdime si rýchlo, čo sú to MEMS tlakové vysielače. MEMS znamená Micro-Electro-Mechanical Systems. Tieto tlakové vysielače používajú na meranie tlaku drobné mechanické štruktúry na polovodičovom čipe. Sú známe svojou malou veľkosťou, nízkou cenou a vysokým výkonom.

Počiatočné kontroly

Keď prvýkrát dostanete do rúk vysielač tlaku MEMS, mali by ste vykonať niekoľko počiatočných kontrol. Najprv sa dobre pozrite na fyzický stav zariadenia. Skontrolujte, či nie sú viditeľné poškodenia, ako sú praskliny, škrabance alebo ohnuté kolíky. Poškodený vysielač nemusí fungovať správne, preto je dôležité tieto problémy včas zachytiť.

Ďalej sa uistite, že elektrické pripojenia sú správne. Vysielač má zvyčajne napájací zdroj, uzemnenie a výstupný signál. Dvakrát – skontrolujte, či je zapojenie správne vykonané a či nie sú uvoľnené spojenia. Nechcete, aby jednoduchý problém s elektroinštaláciou pokazil výsledky vašich testov.

Kalibrácia tlaku

Jedným z najdôležitejších aspektov testovania prevodníka tlaku MEMS je kalibrácia tlaku. To zahŕňa porovnanie výstupu vysielača so známym zdrojom tlaku. Budete potrebovať zariadenie na kalibráciu tlaku, ktorým môže byť tester vlastnej hmotnosti alebo tlakový kalibrátor.

1. Nastavte kalibračné zariadenie: Pripojte vysielač tlaku MEMS ku kalibračnému zariadeniu. Uistite sa, že spoje sú pevné a bezpečné. Možno budete potrebovať nejaké adaptéry v závislosti od typu portov na vysielači a kalibračnom zariadení.
2. Použite známy tlak: Začnite použitím nízkeho tlaku, ako je atmosférický tlak. Zaznamenajte výstup vysielača. Potom postupne zvyšujte tlak v malých prírastkoch a zaznamenávajte zodpovedajúci výstup v každom kroku. Urobte to až do maximálneho menovitého tlaku vysielača.
3. Analyzujte výsledky: Vyneste výstup z vysielača proti aplikovanému tlaku. Mali by ste získať lineárny vzťah. Ak existujú významné odchýlky od očakávanej lineárnej krivky, môže to znamenať problém s vysielačom. Napríklad, ak je výstup nižší, ako sa očakáva pri vysokých tlakoch, vysielač môže byť poškodený nadmerným rozsahom.

Testovanie presnosti

Presnosť je kľúčovým ukazovateľom výkonu pre snímače tlaku MEMS. Na testovanie presnosti je potrebné porovnať namerané hodnoty z vysielača so skutočnými hodnotami.

1. Použite referenčný štandard: Ako referenčný štandard môžete použiť vysoko presný snímač tlaku. Pripojte referenčný snímač aj vysielač tlaku MEMS k rovnakému zdroju tlaku.
2. Merať a porovnávať: Použite rôzne tlaky a zaznamenajte hodnoty z oboch snímačov. Vypočítajte rozdiel medzi údajmi z prevodníka tlaku MEMS a referenčného snímača. Tento rozdiel je chyba. Presnosť vysielača sa zvyčajne vyjadruje v percentách celkového výkonu. Napríklad, ak je výstup v plnom rozsahu 100 psi a maximálna chyba je 1 psi, presnosť je 1 %.

Testovanie doby odozvy

Čas odozvy tlakového vysielača MEMS je to, ako rýchlo dokáže reagovať na zmenu tlaku. Na otestovanie doby odozvy budete potrebovať rýchlo pôsobiaci zdroj tlaku.

1. Vytvorte skokovú zmenu tlaku: Na rýchlu zmenu tlaku aplikovaného na vysielač môžete použiť solenoidový ventil. Pripojte vysielač k systému zberu údajov na zaznamenanie výstupu.
2. Zmerajte odozvu: Keď sa tlak zmení, zaznamenajte čas, ktorý trvá, kým výstup vysielača dosiahne určité percento (zvyčajne 90 %) svojej konečnej hodnoty. Toto je čas odozvy. Rýchla doba odozvy je dôležitá v aplikáciách, kde sa tlak rýchlo mení, ako napríklad v systémoch riadenia automobilových motorov.

Testovanie hysterézie

Hysterézia je rozdiel vo výstupe vysielača, keď sa tlak zvyšuje v porovnaní s tým, keď sa znižuje. Test hysterézie:

1. Aplikujte rastúci a klesajúci tlak: Začnite s použitím nízkeho tlaku a postupne ho zvyšujte na maximálny menovitý tlak. Zaznamenajte výstup v každom kroku. Potom postupne znižujte tlak späť na počiatočný bod a znova zaznamenajte výstup.
2. Vypočítajte hysterézu: Porovnajte výstupné hodnoty v rovnakých tlakových bodoch počas cyklov zvyšovania a znižovania tlaku. Rozdiel medzi týmito hodnotami je hysterézia. Dobrý snímač tlaku MEMS by mal mať nízku hysterézu, čo znamená, že poskytuje konzistentné údaje bez ohľadu na to, či tlak stúpa alebo klesá.

Testovanie teploty

Teplota môže mať významný vplyv na výkon snímačov tlaku MEMS. Ak chcete otestovať teplotný výkon:

1. Použite teplotnú komoru: Umiestnite vysielač do teplotnej komory a nastavte teplotu na rôzne hodnoty. Môžete testovať pri nízkych teplotách (napr. - 40 °C), izbovej teplote (napr. 25 °C) a vysokých teplotách (napr. 85 °C).
2. Zmerajte výkon pri rôznych teplotách: Aplikujte konštantný tlak a zaznamenávajte výstup vysielača pri každej teplote. Vypočítajte zmenu výkonu v dôsledku teploty. Toto sa nazýva teplotný koeficient. Nízky teplotný koeficient znamená, že vysielač je menej ovplyvnený zmenami teploty.

Dlhodobé testovanie stability

Dlhodobá stabilita je dôležitá pre aplikácie, kde vysielač potrebuje poskytovať presné údaje počas dlhého časového obdobia. Ak chcete otestovať dlhodobú stabilitu:

1. Sledujte výstup v priebehu času: Umiestnite vysielač do stabilného prostredia a používajte konštantný tlak. Nepretržite monitorujte výstup po dlhú dobu, napríklad niekoľko mesiacov.
2. Analyzujte údaje: Hľadajte nejaké trendy alebo posuny vo výstupe v priebehu času. Stabilný vysielač by mal mať z dlhodobého hľadiska minimálne zmeny vo výstupe.

MEMS tlakový senzor pre štítový tunelovací stroj

Ak sa pohybujete v priemysle strojov na tunelovanie štítov, mohli by vás zaujímať našeMEMS tlakový senzor pre štítový tunelovací stroj. Tieto snímače sú špeciálne navrhnuté tak, aby odolali drsným podmienkam pri aplikáciách štítových tunelov, vrátane vysokých tlakov a vibrácií.

Záver

Testovanie výkonu MEMS tlakových vysielačov je komplexný proces, ktorý zahŕňa viacero krokov. Testovaním kalibrácie tlaku, presnosti, doby odozvy, hysterézie, teplotného výkonu a dlhodobej stability môžete zaistiť, že prevodníky spĺňajú požadované normy.

Ak hľadáte na trhu vysokokvalitné prevodníky tlaku MEMS alebo potrebujete pomoc s testovaním a kalibráciou, neváhajte sa obrátiť na diskusiu o obstarávaní. Sme tu, aby sme vám poskytli najlepšie riešenia pre vaše potreby merania tlaku.

Referencie

• "MEMS Pressure Sensors: Technology and Applications" od X. Bao a N. Lu
• "Príručka merania tlaku" od PA Peacocka