I. Kirish
Sanoat jarayonini nazorat qilish sohasida bosim / differentsial bosimni o'lchash ishlab chiqarish xavfsizligi va ish barqarorligini ta'minlashning asosiy elementidir. An'anaviy metall sig'im yoki piezorezistiv kremniy sensorlari haddan tashqari ish sharoitida diafragma charchoqqa, nol driftga va hatto strukturaviy shikastlanishga moyil bo'lib, yuqori ortiqcha yuk va kuchli ta'sirni o'z ichiga olgan murakkab stsenariylarning talablarini qondirishni qiyinlashtiradi. Yuqori ortiqcha yuk himoyasi dizayni va mukammal mexanik barqarorlik, monosilikondan foydalanishBosim datchiklarineft-kimyo, elektroenergetika va metallurgiya kabi sohalarda afzal qilingan o'lchov echimiga aylandi. Ushbu maqola tizimli printsiplarni amaliy sanoat stsenariylari bilan uyg'unlashtirgan holda monosilikon yuqori ortiqcha yuk sensorlarining texnik afzalliklari va qo'llash qiymatini muntazam ravishda ishlab chiqadi.
II. Monosilikon yuqori ortiqcha yuk datchiklarining strukturaviy tamoyillari
2.1 Asosiy tuzilma va ortiqcha yukni himoya qilish mexanizmi
Monosilikon yuqori ortiqcha yukBosim datchiklariikki izolyatsiyali diafragma, markaziy diafragma va moy bilan to'ldirilgan bosim uzatish-dan iborat-ko'p qatlamli himoya tuzilmasini qabul qiling. Asosiy printsip rasmda ko'rsatilgan:
- Bosim uzatish yo'li:Yuqori{0}}bosim tomonidagi/pastki{1}}bosimdagi o'rtacha bosim izolyatsiya diafragmasiga ta'sir qiladi. Bosim ichki to'ldirilgan silikon moyi orqali gofrirovka qilingan markaziy diafragmaga bir xilda uzatiladi, so'ngra yog 'yo'li orqali yuqori monosilikon chipiga o'tkaziladi. Nihoyat, chip bosim farqini elektr signalining chiqishiga aylantiradi.
Yuqori yuklanishdan himoya qilish mexanizmi:
- Cheklangan himoya:Markaziy diafragma maxsus materialdan tayyorlangan. Haddan tashqari yuk bosimi ostida (masalan, ortiqcha bosim, suv bolg'asi zarbasi) u deformatsiyalanishi mumkin, bosimning chipga o'tishiga to'sqinlik qiladi va shu bilan uni himoya qiladi.
- Izolyatsiya buferi:Ikkita izolyatsiya qiluvchi diafragma birinchi himoya chizig'i bo'lib xizmat qiladi. Ular markaziy diafragma bilan birgalikda ishlaganda, bir zumda yuqori{1}}bosim ta'siriga bardosh bera oladi. Izolyatsiya diafragmasi substrat bilan aloqa qilganda va markaziy diafragma bir vaqtning o'zida deformatsiyalanganda, u chipga keyingi bosim o'tkazilishini oldini oladi. Izolyatsiya diafragmalari, shuningdek, muhitni yadro sezuvchi elementdan ajratib turadi.
- Yog '-To'ldirilgan bosimni tenglashtirish:Silikon moyi bosim o'tkazuvchi vosita sifatida ishlaydi, bosimni teng taqsimlaydi, mahalliy stress kontsentratsiyasini oldini oladi va zarba qarshiligini yanada oshiradi.
2.2 Monosilikon materialning mexanik afzalliklari
Monosilikon material juda past histerezis, ultra{0}}yuqori elastiklik chegarasi va-uzoq muddatli barqarorlikni ta'minlaydi:
- Barqaror elastik modul, -40 darajadan 125 darajagacha bo'lgan keng harorat oralig'ida mexanik ishlash deyarli hech qanday o'zgarishsiz.
- An'anaviy metall materiallardan sezilarli darajada yuqori rentabellikga ega, plastik deformatsiyalarsiz o'lchov oralig'idan bir necha marta ortiqcha yuk bosimiga bardosh bera oladi.
- Yagona kristall tuzilma bosimning elektr signaliga--o‘zgarishining chiziqliligi va takrorlanishini ta’minlaydi.
