Введение и применение керамических датчиков
Сенсорная технология, являясь передовой технологией современной науки и техники, может рассматриваться как один из трёх столпов современных информационных технологий. Национальный стандарт GB7665-87 определяет её как: «устройство или прибор, способные воспринимать заданную измеряемую величину и преобразовывать её в пригодный для использования сигнал в соответствии с определённым законом (законом математической функции), обычно состоящий из чувствительных элементов и преобразователей». Датчики, как новый тип разрабатываемых специальных компонентов, являются источником информации.ЭтПолучение и анализ внешней информации – фундаментальная основа развития Интернета вещей и базовый продукт в производстве электронного информационного оборудования. В зависимости от технологии производства их можно разделить на интегрированные датчики, тонкоплёночные датчики, толстоплёночные датчики икерамические датчики
Керамический датчик – это чувствительный элемент, изготовленный из керамического материала, предназначенный для измерения измерительных сигналов и преобразования выходных данных. Керамика – признанный материал с высокой эластичностью, коррозионной стойкостью, износостойкостью, ударопрочностью и вибростойкостью. Термостойкость керамики и её стойкость к образованию толстой плёнки позволяют использовать её в диапазоне рабочих температур от -40 до 135 °C, обеспечивая высокую точность и стабильность измерений. Степень электроизоляции составляет более 2 кВ, выходной сигнал сильный, а долговременная стабильность хорошая. Высокопроизводительные и недорогие керамические датчики станут основным направлением развития. Датчик давленияс.
Керамический Спроцесс изготовления датчика
состав
При изготовлении керамических датчиков первым делом необходимо обработать керамический материал:
①Просейте керамический порошок, чтобы обеспечить однородность частиц.
②Обработать его до необходимой формы и размера. Наиболее распространённые методы — формование, литьё под давлением, литьё под давлением и экструзия.
③Сушка и спекание. Время и температура определяются в зависимости от характеристик и формы керамического материала.
④Очистка для удаления загрязнений и грязи с поверхности.
⑤Пассивация. Используйте определённую концентрацию окисляющей кислоты или щёлочи, чтобы металл на поверхности датчика провёл реакцию окисления с кислородом и образовал оксидную плёнку.
⑥После обработки керамического материала ключевым процессом изготовления керамических датчиков является толстопленочная трафаретная печать, в ходе которой печатается электродный слой, резисторный слой и герметизирующий слой соответственно.
Работающий Ппринцип:
Давление среды непосредственно воздействует на керамическую диафрагму, вызывая её смещение. Нормальное давление вызывает смещение диафрагмы на 0,025 мм, а избыточное – всего на 0,1 мм. При этом измерительная диафрагма крепится к керамическому держателю, чтобы избежать повреждений. Ёмкость, создаваемая смещением диафрагмы, регистрируется, усиливается и преобразуется в стандартный выходной сигнал электронными компонентами, непосредственно подключёнными к ней.
Керамический Сдатчики классифицируются по свойствам используемых материалов
Преимущества керамических датчиков
- Высокая перегрузочная способность при высоком давлении
Диапазон измерения керамических датчиков зависит от толщины керамической диафрагмы, поэтому, когда датчик сталкивается с нагрузкой, превышающей его собственную нагрузку, основное изделие не будет повреждено из-за базовой поддержки самой диафрагмы.
- Отсутствие ошибки нуля, вызванной эффектом «памяти»
Как правило, металлические мембраны обладают так называемым эффектом «памяти» (эффект памяти: растяжение и деформация объектов при приложении давления, особенно высокого, и невозможность их восстановления в исходное состояние после снятия давления). Поэтому датчики с металлической мембраной подвержены ошибкам нулевого положения в выходном сигнале передатчика.
Керамические датчики благодаря особенностям своей структуры и микродвижению способны возвращаться в исходное положение после воздействия давления в разумных пределах или даже превышающего разумные пределы, что повышает повторяемость выходных данных передатчика.
- Не подвержен влиянию температуры
Датчики с металлической мембраной легко подвержены тепловому расширению и сжатию, что влияет на их повторяемость. Керамические материалы практически не подвержены тепловому расширению и сжатию. При изготовлении манометров и датчиков абсолютного давления масло не используется, поэтому погрешность, вызванная тепловым расширением и сжатием заполняющей жидкости, отсутствует. Эта характеристика керамических датчиков очень подходит для получения хороших повторяемых измерений в случаях, когда изменения температуры весьма заметны.
Применение керамических датчиков
Керамические датчики широко используются во многих областях благодаря своим уникальным эксплуатационным преимуществам, включая автомобильную электронику, аэрокосмическую промышленность, мониторинг окружающей среды, медицинскую диагностику и т. д. Стремительное развитие Интернета вещей, мобильного интернета, новых источников энергии и отраслей производства высокотехнологичного оборудования привело к росту спроса на керамические датчики. К 2023 году объём производства керамических датчиков в моей стране достигнет 21,772 млрд юаней; в автомобильной отрасли этот объём достигнет 5,544 млрд юаней, увеличившись с 2017 года на 16%; в других областях этот объём достигнет 16,228 млрд юаней, увеличившись с 2017 года на 10,4%.
В автомобильной промышленности керамические датчики в основном используются в пяти аспектах.
(i) Определение температуры автомобиля. Термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) — термодатчики часто используются для измерения температуры охлаждающей жидкости, всасываемого воздуха и моторного масла. Термистор с положительным температурным коэффициентом (PTC) — термодатчики часто используются в качестве датчиков уровня автомобильных жидкостей или низкотемпературных нагревательных элементов для запуска двигателя.
(ii) Обнаружение выхлопных газов автомобилей. Кислородные датчики для мониторинга выхлопных газов автомобилей, использующие твердоэлектролитные газочувствительные керамические материалы, разработаны для измерения концентрации кислорода в выхлопных газах и определения соотношения воздуха и топлива в двигателе. Помимо экономии топлива, это также может снизить выбросы вредных газов, таких как CO и NO2.
(iii) Определение рабочего состояния цилиндра. Пьезокерамический датчик детонации состоит из пьезокерамического вибратора, металлического листа, уплотнительной прокладки, металлического корпуса и т. д. Пьезокерамика, основанная на пьезорезистивном эффекте, позволяет контролировать рабочее состояние цилиндра.
(iv) Обеспечение безопасного вождения автомобиля. Ультразвуковые датчики, работающие на пьезорезистивном эффекте, используются в качестве автомобильных устройств предупреждения о столкновении при движении задним ходом, также известных как ультразвуковые радары заднего хода или гидролокаторы заднего хода. Керамические датчики ускорения могут использоваться в автомобильных подушках безопасности.
(v) Определение влажности в автомобиле. Датчики влажности подходят для обнаружения инея и конденсата на автомобильных стёклах, а также влажности воздуха во впускной части карбюратора двигателя.
Автомобильные датчики, являясь источником информации для электронных систем управления автомобилями, являются ключевыми компонентами этих систем и одним из основных направлений исследований в области автомобильной электроники. Чем выше уровень развития автомобильной электроники и автоматизации, тем больше зависимость от датчиков. Наша компания может предоставить вам широкий ассортимент высококачественных, высокопроизводительных и широко применяемых датчиков.Кабельпродукты включая керамические датчики, а также можем предоставить продукцию по индивидуальному заказу. Не стесняйтесь обращаться связаться с намиесли они вам нужны!
Спасибо за просмотр, посетите наш сайт для получения более подробной информации!
Наш сайт: https://www.ec3dao.com/