真空压力传感器
硅尖阵列—敏感薄膜复合型阴极真空微电子压力传感器特性的测试
第 １ ７卷
第 １期
液
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与
பைடு நூலகம்
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关
键
词 ：真 空 微 电 子 ；压 力 传 感 器 ｛ 拟 测 试 ；压 力 特 性 ；测 试 模 文 献 标 识 码 ：Ａ
中 圈 分 类 号 ：ＴＮ７ ３ ９ ８ ．５
１ 引
言
真空微 电子（ ＶＭ Ｅ） 力 传 感 器 出 现 于 ２ 压 ０世 纪 ９ Ｏ年 代 初 期 ， 新 兴 的 真 空 微 电 子 技 是 术 中的一种新 型传感 器 ， 有灵 敏度 高 、 高低 温 、 辐 射 、 积 小等 优 点 ； 航 空 、 天 、 具 耐 抗 体 在 航 汽 车 、 能 机 器 人 、 疗 等 领 域 有 着 广 泛 的应 用 前 景 。 智 医 针 对 真 空 微 电 子 压 力 传感 器 ， 们 在 进 行 了基 础 理 论 和 场 致 发 射 理 论 研 究 的 基 础 上 ， 我 提 出 了 台 阶 阵 列 、 尖 阵 列 一 敏 感 薄 膜 复 合 型 阴 极 ； 行 了计 算 机 模 拟 场 致 发 射 计 算 和 敏 硅 进 感 薄 膜 厚 度 的计 算 ｉ 制 了阴 极 一 敏 感 薄 膜 复 台 型 压 力 传 感 器 和 压 力 ／ 觉 传 感 器 ； 且 研 触 并 封 装 、 试 了 真 空 微 电子 压 力 传 感 器 的场 致 发 射 电 流和 压 力 特 性 。 测
压力传感器的负压介绍
压力传感器用来测负压或者真空度经常遇到，经常接触负压压力传感器的人会发现一般负压传感器测负压的最大量程是-100kpa或者说是-0.1MPA。
但是有极少数厂家说能测到-300kpa甚至更低，这到底是怎么回事呢？
其实这是两个不同的角度分析的。
学过物理的都知道真空的压力是-100kpa，所以说一般压力传感器测量的最低压力就是-100kpa是根据这个来的，所以市面上的负压传感器基本上都是最低能测-100kap，那-300kpa的传感器是怎么回事呢？
-300kpa其实不是参照大气压力来的，物理上都讲究一个参照物，你可以这样理解，在一个密封的箱子里面充满300kpa的高压气体，里面套放着一个真空的箱子，我们用负压传感器放在外面大箱子里来测量里面小箱子的压力，这样就会显示一个-300kpa，所以说-300kpa的压力就是这样产生的。
它不是参照大气压力的。
理解了这个概念对我们选择负压传感器是很有帮助的，这样我们就不会选错压力传感器，这就是为什么我们经常帮客户选择压力传感器的时候首先会问他的使用环境再问他的量程是多少。
只有这样才不会选错压力传感器。
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真空检测原理
真空检测原理
真空检测原理指的是通过对一个系统或容器中的真空程度进行测量和监测，从而判断系统中是否存在真空状态或者真空程度的变化。
一种常见的真空检测原理是利用压力传感器测量系统中气体的压力。
在真空状态下，系统中的气体压力非常低，接近于零。
因此，通过测量系统中气体的压力，可以判断系统中是否存在真空状态。
另一种常用的真空检测原理是利用质谱仪进行检测。
质谱仪是一种能够分析气体成分的仪器，可以通过检测气体中的分子类型和数量来判断系统中是否存在真空。
此外，还有一些其他的真空检测原理，如通过检测系统中的气体流量、气体温度、离子产生与探测等方式进行真空检测。
这些原理基于不同的物理现象和测量技术，在不同的真空条件下都能够有效地检测真空状态。
总结起来，真空检测原理主要是通过测量系统中气体的压力、成分、流量、温度等参数来判断系统中是否存在真空状态或者真空程度的变化。
不同的原理和技术可以根据实际需要选择和应用，以实现精确和可靠的真空检测。
比亚迪秦Pro_EV纯电动汽车制动踏板硬的故障诊断与排除
80-CHINA ·November栏目编辑：高中伟 ******************职教园地◆文/广东 郭太辉 毛建辉电动汽车使用驱动电机代替发动机驱动车辆，其制动系统无法像传统内燃机汽车制动系统那样，可以从发动机处获得真空源，从而让真空助力器为驾驶员提供辅助。
为了弥补这一不足，电动汽车使用电动真空泵来产生车辆制动时所需的真空，从而达到助力的目的。
制动系统真空助力效果的优劣直接影响到汽车的行驶安全。
在汽车制动助力系统中，如果真空助力器不能获得真空或获得的真空不足，将导致制动系统制动效果差，且制动踏板发硬。
整车控制器利用真空度传感器采集真空助力器或真空管道中真空压力变化，并作出电动真空泵是否运转的决策，来确保在各种工况下都能提供足够的助力效果。
本文以比亚迪秦Pro EV纯电动汽车制动助力系统为研究对象，针对制动踏板发硬的故障现象，以制动助力系统的结构与控制原理为理论基础进行故障原因分析，借助故障诊断仪等设备进行故障诊断与排除。
一、故障现象一辆比亚迪秦Pro EV纯电动汽车入厂维修，据客户反映，车辆行驶时突然觉得制动踏板踩不动，车辆无法制动，差点追尾其他车辆，严重影响了行车安全。
维修技师接车后，对制动助力系统故障现象进行确认，车辆上电，前舱并没有传来真空泵电机工作时伴随的排气声，同时仪表盘出现“请检查制动系统”的字样，如图1所示。
而且车辆会不停地发出“嘀嘀嘀”的警告声。
图1 仪表盘上的故障提示二、制动助力系统的组成与工作原理如图2所示，比亚迪秦Pro EV纯电动汽车制动助力系统主要由真空助力器、真空压力传感器、电动真空泵、整车控制器、真空软管以及前舱配电盒等组成。
其中整车控制器安装在传统低压蓄电池的下方，是铝合金外壳的高精度集成微电脑。
在车辆启动时，结合制动踏板信号、加速踏板开度信号和挡位信号，若真空压力传感器监控到真空泵软管处真空度不足，此时真空压力传感器就会传输信号到整车控制器，继而真空泵继电器1号、2号就会通电，真空泵电机开始工作，其控制原理如图3所示。
常见的25种传感器类型介绍
常见的25种传感器类型介绍“蓝⾊字”传感器的作⽤实际上是⼀种功能块，其作⽤是将来⾃外界的各种信号转换成电信号。
例如，⽇常⽣活中使⽤的话筒，⼿机中的麦克风，它将声⾳转换成电信号，然后放⼤到最佳范围。
然后，在扬声器的o / p处将电信号变成⾳频信号。
如今传感器所检测的信号近来显著地增加，因⽽其品种也极其繁多。
今天我们来看看传感器的种类吧：1.电阻式传感器电阻式传感器是将被测量，如位移、形变、⼒、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的⼀种器件。
主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、⽓敏、湿敏等电阻式传感器件。
2.变频功率传感器变频功率传感器通过对输⼊的电压、电流信号进⾏交流采样，再将采样值通过电缆、光纤等传输系统与数字量输⼊⼆次仪表相连，数字量输⼊⼆次仪表对电压、电流的采样值进⾏运算，可以获取电压有效值、电流有效值、基波电压、基波电流、谐波电压、谐波电流、有功功率、基波功率、谐波功率等参数。
3.称重传感器称重传感器是⼀种能够将重⼒转变为电信号的⼒→电转换装置，是电⼦衡器的⼀个关键部件。
能够实现⼒→电转换的传感器有多种，常见的有电阻应变式、电磁⼒式和电容式等。
电磁⼒式主要⽤于电⼦天平，电容式⽤于部分电⼦吊秤，⽽绝⼤多数衡器产品所⽤的还是电阻应变式称重传感器。
电阻应变式称重传感器结构较简单，准确度⾼，适⽤⾯⼴，且能够在相对⽐较差的环境下使⽤。
因此电阻应变式称重传感器在衡器中得到了⼴泛地运⽤。
4.电阻应变式传感器传感器中的电阻应变⽚具有⾦属的应变效应，即在外⼒作⽤下产⽣机械形变，从⽽使电阻值随之发⽣相应的变化。
电阻应变⽚主要有⾦属和半导体两类，⾦属应变⽚有⾦属丝式、箔式、薄膜式之分。
半导体应变⽚具有灵敏度⾼(通常是丝式、箔式的⼏⼗倍)、横向效应⼩等优点。
5.压阻式压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基⽚上经扩散电阻⽽制成的器件。
其基⽚可直接作为测量传感元件，扩散电阻在基⽚内接成电桥形式。
电容式薄膜真空压力传感器设计
电容式薄膜真空压力传感器设计王凡;崔宏敏;宗义仲;王文博【摘要】In order to meet the requirements of engineering models. In the research of the capacitive thin film vacuum pressure sensor,solve problems of insulation isolation between sensitive probe case and sensor case, nonlinearity compensation of sensor output signals,full circuits temperature compensation of thermal zero point drift use capacitive thin film packaging structure,shell of sensor acts as a pole of the capacitor,calibration test is performed in measuring pressure range of(0. 1~100)Pa,0. 2% FS measurement precision is achieved.%为了满足在工程型号上的使用要求,解决真空压力传感器敏感探头壳体与传感器壳体隔离绝缘问题;传感器输出信号非线性的补偿问题;传感器热零点漂移的全电路的温度补偿问题,采用电容式薄膜封装结构,壳体为电容的另一极,在0.1~100 Pa的范围内进行了校准测试,实现了传感器0.2%FS的测量精度.【期刊名称】《传感器与微系统》【年(卷),期】2017(036)003【总页数】4页(P84-86,90)【关键词】电容式薄膜真空压力传感器;零点漂移;温度补偿【作者】王凡;崔宏敏;宗义仲;王文博【作者单位】中国电子科技集团公司第四十九研究所,黑龙江哈尔滨150001;中国电子科技集团公司第四十九研究所,黑龙江哈尔滨150001;中国电子科技集团公司第四十九研究所,黑龙江哈尔滨150001;中国电子科技集团公司第四十九研究所,黑龙江哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TP212随着我国空间探测技术和工程的发展，在地球应用卫星和载人航天器的基础上进行深空探测活动，是进一步了解宇宙、太阳系和认识地球生命起源和演化过程的重要手段，也是我国深空探测工程的发展方向和目标。
汽车常见传感器
流量。
谢谢
THANKS
正温度系数传感器
总结词
正温度系数传感器也是一种热敏电阻，其阻值随温度升高而 增大。
详细描述
这种传感器通常用于检测汽车内部和外部温度，如车外温度 传感器和空调蒸发器温度传感器。由于其阻值随温度升高而 增大，因此可以通过测量电阻值的变化来计算温度。
模拟温度传感器
总结词
模拟温度传感器能够输出连续的模拟信号，以反映所检测的温度变化。
凸轮轴位置传感器用于检测凸轮 轴的位置，从而控制点火和喷油
等操作。
它通常由一个磁感应线圈和一个 转子组成，当凸轮轴转动时，转 子的凸齿与感应线圈相互作用，
产生相应的电压信号。
凸轮轴位置传感器对于控制发动 机的点火和喷油时间也非常重要， 能够提高发动机的启动性能和加
速性能。
04 速度传感器
CHAPTER
曲轴位置传感器
曲轴位置传感器用于检测曲轴的 转速和位置，从而控制点火和喷
油等操作。
它通常由一个磁感应线圈和一个 转子组成，当曲轴转动时，转子 的凸齿与感应线圈相互作用，产
生相应的电压信号。
曲轴位置传感器对于控制发动机 的点火和喷油时间非常关键，直 接影响发动机的性能和燃油经济
性。
凸轮轴位置传感器
热式空气流量传感器
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ总结词
热式空气流量传感器是一种利用热传导原理测量气体流量的传感器。
详细描述
该传感器内部有一个发热元件，当空气流过时，发热元件会受到冷却作用，其温度变化与空气的流速成正比，通 过测量温度变化即可得到空气的流量。
真空计工作原理
真空计工作原理
真空计是一种测量气体压强的仪器，它的工作原理是基于气体分子在真空中碰撞壁面产生压力的原理。
真空计的结构主要包括真空室、压力传感器和读数装置。
真空室是真空计的主体部分，它通常由金属材料制成，具有良好的密封性能。
在真空室中存在着非常低的气体压强，因此分子之间的碰撞频率相对较小。
当被测气体进入真空室时，气体分子将与真空室壁面相碰撞，并产生一个称为气体压强的物理量。
压力传感器用于测量气体压强，其常用的原理包括热导法、压阻式、电容式和热敏电阻式等。
其中，热导法是比较常见的一种原理。
它利用电加热线产生的热量被气体带走的特性进行测量。
当气体压强增大时，气体分子与热导线碰撞的频率增加，从而使导线的温度升高，通过测量导线温度变化的方式得到气体压强的值。
读数装置用于显示和记录测得的气体压强数值。
常见的读数装置包括指针式压力表、数字式压力计和计算机等。
它们能够将压力传感器测得的电信号转化为相应的压强数值，并通过显示屏或其他方式呈现出来。
总的来说，真空计的工作原理是基于气体分子在真空中与壁面碰撞产生压力，通过压力传感器测量气体压强，并通过读数装置将压强数值显示出来。
这种测量方式广泛应用于科研、工业生产和实验室等领域。
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产品选型
HM27
真空/绝压变送器
压力类型 负表压（G 可不标）； 硅式绝压（A）；电容薄膜绝压（CA）
量程
测量范围 0~X KPa 或 0~X MPa
代号 综合精度（线性+重复性+迟滞）
1
0.5%FS
2
0.25%FS
3
0.1%FS
代号
信号输出
A1
4~20mA
Байду номын сангаас
V1
1~5V DC
V2
0~5V DC
代号
与 316 不锈钢兼容的气体或液体 负表压（G） 硅式绝压（A）
电容薄膜绝压（CA）
过载能力 测量范围
负表压为 2 倍，微量程绝压为十倍至百倍 负表压： 0~-5KPa ..-50KPa…-100KPa 硅 式 绝 压： 0~5KPa…..10KPa …20KPa…100KPa…200KPa…1MPa 电容薄膜绝压： 0.02Pa~200Pa、1Pa~1KPa
HM27CA 电容薄膜绝压变送器是本公司最新引进德国 HELM 电容薄膜规技术和国际先进的标定生产设备在 国内生产的真空压力仪表。此产品采用电容量变化原理工作，最小量程可做到绝压 0.02Pa—200Pa，且检测 不受检测介质种类和成分的影响，有标准电信号输出，可以远传，便于微处理机智能化控制，是一款低真空 压力测量的理想仪表。
综合精度 （非线性、重复型、迟 ±0.1%FS 滞）
长期稳定性
典型：±0.1%FS/年
零点温度漂移
典型：±0.01%FS/℃
灵敏度温度漂移
典型：±0.01%FS/℃
工作温度
-20～ 85℃
补偿温度
-10 ～ 60℃
环境温度
-20 ～ 80℃ -
±0.25%FS
±0.5%FS
最大：±0.15%FS/年 最大：±0.15%FS/℃ 最大：±0.15%FS/℃
供电范围 信号输出 负载电阻 分辨率
12~36VDC（一般 24VDC） 4~20mA/1~5VDC/0~5VDC ≤(U-12)/0.02 Ω 无限小（理论），1/100000（通常）
外壳防护 安全防爆 振动误差 响应时间
插头型（IP65）； 电缆型（IP67） Ex iaⅡ CT5 ≤±0.01%FS(X、Y、Z 轴，200Hz/g) ≤2 ms
产品特点 ◇全部选用德国 HELM 高精度感测元件，其精度最高可达 0.1％FS ◇性能稳定可靠 ◇可长期连续使用，长期稳定性好 ◇特殊要求可用于测量腐蚀性介质 ◇抗过载能力强 ◇响应快 ◇可用于危险场所，有本安防爆型 Ex iaⅡ CT5 ◇结构多元化，可根据客户的特殊要求进行个性化设计
性能参数
测量介质 压力类型
F1
F2 F3 F0 W1 W2 W3 P
E
附加功能 M20x1.5 外螺纹 G1/4 外螺纹 卡箍式 特殊 电缆型 （IP67，2m）
插座型 （IP65，DIN43650） 航空插头 齐平膜型 本安防爆型 Ex iaIICT5
HM27A（0~10KPa）—1 —A1 —F1 —W2
真空/绝压变送器
产 品 详细 介 绍
产品概述 HM27 系列真空/绝压变送器是德国 HELM 在国内推出的一款专业用于真空测量控制的新系列产品，完
全解决了真空测量难的问题，该系列产品分为 HM27G 负压变送器、HM27A 绝压变送器、HM27CA 电容薄膜绝压 变送器三种规格，已广泛应用制药，医疗设备，航空航天，科研，检漏，自动化设备配套等领域。
选型提示：
1. 被测介质应与产品接触的材料相兼容， 2. 选型附加功能代号“E” 本安防爆型 Ex iaIICT5，须经安全栅供电。 3. 其它特殊要求，敬请与本公司商洽，并在订单中注明。
HM27G 负压变送器是采用 HELM 单晶硅厚膜传感器，配以高精度信号处理电路，性能稳定，可靠，解决 了国产扩散硅式负压真空产品的信号不稳定，使用寿命不长等不足，常用量程有：0— -100KPa ；0—-50KPa 等。
HM27A 绝压变送器是采用德国 HELM 先进的绝压芯片和温度自补偿及规一化电路调试等高新技术，将绝压量 程最小扩展到 5KPa，且大幅度提高了产品的综合精度，该型号产品技术先进，性能卓越，质量可靠，体积小， 和国产同类型绝压产品相比有非常大的优势，性价比高。