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满足车载、工业领域高胀裂压力要求的压力传感器管芯

本期推文就来为您介绍TDK压力传感器管芯——C43 / C44系列。

车载、工业电子零件要求的条件一年比一年严格,在这样的情况下,能高精度测量绝对压力、表压、压差的压阻式压力传感器非常适合广泛应用在这些领域中。压力传感器的核心部件称作管芯(die),它是将压力转化为电气输出的传感元件。本期推文就来为您介绍TDK压力传感器管芯——C43 / C44系列。

压阻式压力传感

TDK提供一系列高精度压阻式压力传感MEMS管芯,有各种压力范围和尺寸。它们的特点是灵敏度高、设计灵活,重点放在了提高介质耐性,易于处理,整个产品寿命期间的高可靠性和稳定的信号输出上。

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图1 压阻式压力传感

C43/C44产品系列介绍

压力传感器管芯C43和C44系列能够测量表压(C43、C44)、正面(C43)、背面(C44)的绝对压力。该系列是进一步提高了广受好评的C32管芯系列的功能后得到的新产品。它们测量压力的范围为0···10bar~0···40bar,温度范围为-40 °C~+150 °C。特别是通过C44的背面受压方式测定绝对压力时,液体、气体等介质的压力施加在管芯的背面,所以可以完全防止这些介质与上表面的电子电路构成面的接触。

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图2 C43 / C44系列

C43 / C44管芯的主要特点

1、加压界限提高

C43 / C44系列的加压界限大幅提高,最大150bar,有力地扩充了TDK面向高压应用的压力传感器管芯的产品系列。这种加压界限的显著上升是通过增加玻璃基座的阳极结合面积,减少空腔的体积实现的。

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图3 加压界限提高

2、长期稳定性

信号输出的精度在整个耐用期间都在±0.1%以内(满量程),长期稳定性非常好,这也是一大特点。此外,为了限制对管芯性能的电磁、电化学影响,直接对MEMS的多层结构进行电气密封。

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图4 长期稳定性

长期稳定性试验的步骤:

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关于上述试验、"长期稳定性"的定义的详细信息,请参考本公司网站的“AS标准100001”。https://www.tdk-electronics.tdk.com/download/531176/a9d9d46bd59752a223c6e3a31397a5e4/long-term-test-as1000001.pdf

3、通过现有传感器封装进行升级

对加压界限需求更高的客户,就可以通过与现行的C32管芯系列相同的传感器封装使用C43与C44系列。该系列焊盘的配置、高度和安装面积与C32相同,但是加压界限更高。

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图5 通过现有传感器封装进行升级

MEMS管芯C44的特殊功能

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图6 MEMS管芯C44的特殊功能

产品概要

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应用示例

1、车载应用

在汽车领域,传感器被用于测量不同介质的压力,对动力传动系统的管理、安全系统提供支持。对于以往的汽油内燃机汽车,为了提高燃油经济性,需要使用传感器对发动机进行精确的控制。另外,对于处理废气,削减有害气体的排放,传感器也是不可缺少的。另一方面,在电动汽车的电力驱动系统、氢燃料电池应用方面,也需要传感器来协助管理蓄电池、燃料电池。

为了让制动器、变速器、空气悬架、供暖/通风/空调 (heating, ventilating and air conditioning: HVAC) 等各种车载组件也能有效发挥功能,精确监测各种介质的压力是不可或缺的。在含有液压油等液体的系统中,局部压力可能上升(称为压力峰值),这可能会损伤传感器管芯。C43和C44系列具有较高的加压界限,十分结实,在这些峰值压力下运行也能充分承受压力,降低管芯故障的风险。

为了满足最新车载系统的严格要求,传感器的长期稳定性、高精度的压力检测不可或缺。

2、工业应用

在工业设备、系统中,压力传感器被用于水压、空气压力驱动的机械、建筑HVAC系统、能源管理和水管理等中的控制和诊断。它已经成为测定、控制技术不可或缺的重要组件。与气体填充系统相比,使用液体的应用需要更高的加压界限。压力峰值一般发生在泵、阀门、执行器的初始运行期间。C43 / C44系列将在这些需要高加压界限(胀裂压力)的应用中发挥真正的价值。

以上就是压力传感器管芯C43 / C44 系列的介绍。


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