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- 對(duì)高精度超低壓傳感器的需求
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2021/12/16
血液透析機(jī)
呼吸機(jī)
麻醉機(jī)
睡眠呼吸暫停機(jī)
醫(yī)學(xué)化學(xué)
了解板裝式壓力傳感器的優(yōu)點(diǎn)以及選擇它們時(shí)的注意事項(xiàng)。
許多應(yīng)用需要能夠提供極高準(zhǔn)確度的超低壓傳感器（圖 1），包括醫(yī)療呼吸機(jī)和用于建筑節(jié)能的可變風(fēng)量 (VAV) 控制系統(tǒng)等多種多樣的設(shè)計(jì)。越來越多的工程師開始使用板載壓力傳感器來解決空間和可靠性等常見問題。
圖 1. 超低、高精度壓力傳感器可作為板載解決方案提供，可測(cè)量絕壓、表壓和差壓。圖片由霍尼韋爾提供。
板載壓力傳感器的優(yōu)勢(shì)
板載壓力傳感器（圖 2）已成為工程師的熱門選擇，他們的應(yīng)用需要低壓、高精度傳感器。這些緊湊型傳感器可以輕松安裝在 PCB（印刷電路板）上，從而可以將它們直接集成到電子組件中。
它們緊湊的占地面積解決了空間限制，并且它們利用對(duì)壓力變化（包括絕對(duì)壓力、差壓和表壓）高度敏感的微觀結(jié)構(gòu)，從而可以獲得準(zhǔn)確的超低壓力讀數(shù)。
此外，板載壓力傳感器的設(shè)計(jì)意味著它們是節(jié)能的。
圖 2. 板載壓力傳感器非常緊湊，易于集成到電路和電子設(shè)備中。圖片由霍尼韋爾提供。
高精度、超低壓傳感器的醫(yī)療應(yīng)用
需要高精度、超低壓傳感器的醫(yī)療應(yīng)用包括：
在血液透析機(jī)中，當(dāng)血液接近人工腎并調(diào)節(jié)進(jìn)出患者的血流量時(shí)，這些壓力傳感器依賴于這些壓力傳感器來調(diào)節(jié)混合罐中的壓力。
或者在呼吸機(jī)中，除了檢測(cè)過濾器是否存在堵塞之外，它們還有助于監(jiān)測(cè)患者的呼吸并檢測(cè)其是否突然惡化。高精度壓力傳感器在麻醉機(jī)中具有類似的用途，因?yàn)樗鼈儨y(cè)量進(jìn)出患者的空氣和氧氣壓力，以確保它永遠(yuǎn)不會(huì)超過安全水平。
睡眠呼吸暫停機(jī)（圖 3），包括 CPAP、Auto-PAP 和 Bilevel-PAP，利用超低壓傳感器來監(jiān)測(cè)向患者輸送空氣的壓力。它們還用于監(jiān)測(cè)血壓和病房空氣。
圖 3. 高精度、低壓板安裝壓力傳感器用于呼吸機(jī)和麻醉設(shè)備。圖片由Pixabay提供。
總而言之，在醫(yī)學(xué)化學(xué)中，高精度壓力傳感器用于化學(xué)分析儀。例如，壓力傳感器與移液器一起使用，以吸取正確數(shù)量的流體，檢測(cè)小瓶是否放錯(cuò)了位置，驗(yàn)證沒有吸入空氣，并識(shí)別障礙物的存在。其他應(yīng)用包括流式細(xì)胞術(shù)、分子檢測(cè)和其他類別的自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)設(shè)備。
其他應(yīng)用
建筑節(jié)能也需要超低、高精度的壓力傳感器，例如監(jiān)測(cè)與過濾器相關(guān)的壓力以優(yōu)化更換時(shí)間，以及確定過濾器是否堵塞或丟失。高精度壓力傳感器可用于與打開的窗戶相關(guān)的壓力變化，以便可以自動(dòng)改變氣流或調(diào)整窗戶位置。
它們還集成到 VAV 系統(tǒng)中，以確保整個(gè)建筑物的氣流平衡。超低、高精度壓力傳感器還可用于流量校準(zhǔn)器、氣動(dòng)控制、氣體流量?jī)x表、氣相色譜儀和氣壓計(jì)等。
所有這些應(yīng)用都直接適用于板載壓力傳感器解決方案的使用。
選擇板載壓力傳感器時(shí)的注意事項(xiàng)
選擇板載傳感器涉及壓力傳感器通常涉及的設(shè)計(jì)選擇（例如，工作壓力范圍、環(huán)境溫度、介質(zhì)類型）。然而，要從板裝產(chǎn)品線中選擇最合適的高精度、超低壓傳感器，還有一些考慮需要更深入地探討。
壓力范圍和爆破壓力
在某些應(yīng)用中，就最高壓力以及爆破壓力的潛在問題而言，壓力范圍可能存在相當(dāng)大的不確定性。包括高工作壓力（與校準(zhǔn)壓力范圍相反）的范圍可以讓超低壓傳感器持續(xù)承受高于校準(zhǔn)范圍的壓力而不會(huì)造成傷害。當(dāng)結(jié)合高爆破壓力時(shí)，可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程，減少潛在的系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間，并增強(qiáng)系統(tǒng)的整體可靠性。
準(zhǔn)確性
有三種基本類型的誤差會(huì)影響壓力傳感器的精度：壓力非線性、滯后和非重復(fù)性。極其嚴(yán)格的精度，通常用 FSS BFSL（全量程跨度，最佳擬合直線）來衡量，可以提高系統(tǒng)效率，減少客戶的校準(zhǔn)要求，使軟件開發(fā)更簡(jiǎn)單，并最大限度地減少系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
總誤差帶
TEB（總誤差帶）考慮了與精度和偏移、FSS（滿量程）、偏移熱效應(yīng)、跨度熱效應(yīng)和熱滯后相關(guān)的誤差——在補(bǔ)償溫度范圍內(nèi)。要使高精度壓力傳感器提供準(zhǔn)確、可靠和可重復(fù)的讀數(shù)，必須考慮 TEB。
除了提高整體系統(tǒng)精度外，依賴 TEB 還有其他好處。選擇具有低 TEB 的板載高精度壓力傳感器還支持最小部件間精度差異，從而增強(qiáng)傳感器的互換性。最后，具有小 TEB 的壓力傳感器減少了制造時(shí)間和成本，因?yàn)槊總�(gè)傳感器都不需要單獨(dú)校準(zhǔn)和測(cè)試。
穩(wěn)定
穩(wěn)定性對(duì)整體系統(tǒng)性能很重要，有助于最大限度地減少校準(zhǔn)需求。它還通過最大限度地減少維修或更換傳感器的需要來支持整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行時(shí)間。對(duì)于關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用程序尤其如此，例如影響健康和福祉的應(yīng)用程序。
能源效率
由于各種原因，包括它們對(duì)整體系統(tǒng)性能的貢獻(xiàn)，與板載壓力傳感器相關(guān)的功耗非常重要。此外，許多高精度、低壓傳感器的應(yīng)用必須是便攜的，低功耗可延長(zhǎng)電池壽命。更好的是包含可選睡眠模式的產(chǎn)品線，以進(jìn)一步降低功率要求。
濕氣敏感度 1 級(jí)
符合 IIPC/JEDEC J-STD-020D.1 濕度敏感度 1 級(jí)要求的壓力傳感器使回流焊連接和/或修復(fù)過程更加安全，無需長(zhǎng)時(shí)間烘烤。這使用戶能夠避免在回流過程中經(jīng)常出現(xiàn)的太常見的機(jī)械和熱損壞，并支持精益制造，因?yàn)榻Y(jié)果既穩(wěn)定又在回流過程后很快就可以使用。此外，滿足與濕度敏感度相關(guān)的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)也支持在正確存儲(chǔ)時(shí)無限的車間壽命。
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