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日本OMRON歐姆龍真空傳感器是工業(yè)實踐中常用的一種壓力傳感器
其廣泛應用于各種工業(yè)自控環(huán)境,涉及石油管道、水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產自控、航空航天、石化、油井、電力、船舶、機床、通風管道等眾多行業(yè)。
OMRON真空傳感器的工作原理是介質的壓力直接作用在傳感器的膜片上,使膜片產生與介質壓力成正比的微位移,使傳感器的電阻發(fā)生變化,和用電子線路檢測這一變化,并轉換輸出一個對應于這個壓力的標準信號。
1.傳感器:能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。通常有敏感元件和轉換元件組成。
①敏感元件是指傳感器中能直接(或響應)被測量的部分。
②轉換元件指傳感器中能較敏感元件感受(或響應)的北側量轉換成是與傳輸和(或)測量的電信號部分。
③當輸出為規(guī)定的標準信號時,則稱為變送器。
2. 測量范圍:在允許誤差限內被測量值的范圍。
3. 量程:測量范圍上限值和下限值的代數差。
4. 精確度:被測量的測量結果與真值間的一致程度。
5. 從復性:在所有下述條件下,對同一被測的量進行多次連續(xù)測量所得結果之間的符合程度:
6. 分辨力:傳感器在規(guī)定測量范圍圓可能檢測出的被測量的最小變化量。
7. 閾值:能使傳感器輸出端產生可測變化量的被測量的最小變化量。
8. 零位:使輸出的絕對值為最小的狀態(tài),例如平衡狀態(tài)。
9. 激勵:為使傳感器正常工作而施加的外部能量(電壓或電流)。
10. 最大激勵:在市內條件下,能夠施加到傳感器上的激勵電壓或電流的最大值。
11. 輸入阻抗:在輸出端短路時,傳感器輸入的端測得的阻抗。
12. 輸出:有傳感器產生的與外加被測量成函數關系的電量。
13. 輸出阻抗:在輸入端短路時,傳感器輸出端測得的阻抗。
14. 零點輸出:在市內條件下,所加被測量為零時傳感器的輸出。
15. 滯后:在規(guī)定的范圍內,當被測量值增加和減少時,輸出中出現的最大差值。
16. 遲后:輸出信號變化相對于輸入信號變化的時間延遲。
17. 漂移:在一定的時間間隔內,傳感器輸出終于被測量無關的不需要的變化量。
18. 零點漂移:在規(guī)定的時間間隔及室內條件下零點輸出時的變化。
19. 靈敏度:傳感器輸出量的增量與相應的輸入量增量之比。
20. 靈敏度漂移:由于靈敏度的變化而引起的校準曲線斜率的變化。
21. 熱靈敏度漂移:由于靈敏度的變化而引起的靈敏度漂移。
22. 熱零點漂移:由于周圍溫度變化而引起的零點漂移。
23. 線性度:校準曲線與某一規(guī)定只限一致的程度。
24. 菲線性度:校準曲線與某一規(guī)定直線偏離的程度。
25.長期穩(wěn)定性:傳感器在規(guī)定的時間內仍能保持不超過允許誤差的能力。
26. 固有憑率:在無阻力時,傳感器的自由(不加外力)振蕩憑率。
27. 響應:輸出時被測量變化的特性。
28. 補償溫度范圍:使傳感器保持量程和規(guī)定極限內的零平衡所補償的溫度范圍。
29. 蠕變:當被測量機器多有環(huán)境條件保持恒定時,在規(guī)定時間內輸出量的變化。
30. 絕緣電阻:如無其他規(guī)定,指在室溫條件下施加規(guī)定的直流電壓時,從傳感器規(guī)定絕緣部分之間測得的電阻值。
場發(fā)射OMRON真空傳感器是采用MEMS加工工藝研制一種新型的基于硅尖陣列場發(fā)射原理的微型OMRON真空傳感器。通過理論分析, 確立了該種傳感器中硅尖場發(fā)射電流與真空度的關系。并利用干法刻蝕工藝, 在硅片上制作了高3.2μm, 曲率半徑小于70nm的200 ×42硅尖陣列。保持陽極與硅尖距離為1μm的情況下, 可以觀察到陽極電壓為10V左右時開始有明顯的場發(fā)射電流。
利用硅尖陣列場發(fā)射電流大小隨真空度變化而變化的現象, 研制了一種基于硅尖陣列場發(fā)射原理的場發(fā)射OMRON真空傳感器。利用MEMS加工工藝制作出傳感器樣機, 并搭建測試系統(tǒng)測試其特性。通過實驗發(fā)現, 隨著真空度的提高, 傳感器輸出電流也會隨之增大, 而且真空度越高輸出電流越大, 分辨率、靈敏度越高。