Hur testar man prestandan hos MEMS-trycktransmittrar?

Hej där! Som leverantör av MEMS-trycksändare har jag haft min beskärda del av erfarenheter av att testa dessa fiffiga enheter. MEMS trycktransmittrar finns överallt nuförtiden - från bilsystem till industrimaskiner och till och med i medicinsk utrustning. Deras prestanda kan göra eller bryta de system de är integrerade i, så det är superviktigt att testa dem ordentligt. I den här bloggen kommer jag att gå igenom hur du testar prestandan hos MEMS-trycksändare.

Förstå grunderna

Innan vi går in i testprocessen, låt oss snabbt gå igenom vad MEMS-trycksändare är. MEMS står för Micro-Electro-Mechanical Systems. Dessa trycksändare använder små mekaniska strukturer på ett halvledarchip för att mäta tryck. De är kända för sin lilla storlek, låga kostnad och höga prestanda.

Inledande kontroller

När du först lägger vantarna på en MEMS-trycksändare finns det några inledande kontroller du bör göra. Ta först en ordentlig titt på enhetens fysiska tillstånd. Kontrollera om det finns synliga skador som sprickor, repor eller böjda stift. En skadad sändare kanske inte fungerar korrekt, så det är viktigt att fånga upp dessa problem tidigt.

Se sedan till att de elektriska anslutningarna är korrekta. Sändaren har vanligtvis en strömförsörjning, en jord och en utsignal. Dubbel - kontrollera att kabeldragningen är rätt gjord och att det inte finns några lösa anslutningar. Du vill inte att ett enkelt kabelproblem ska förstöra dina testresultat.

Tryckkalibrering

En av de viktigaste aspekterna av att testa en MEMS trycktransmitter är tryckkalibrering. Detta innebär att sändarens uteffekt jämförs med en känd tryckkälla. Du behöver en tryckkalibreringsanordning, som kan vara en dödviktstestare eller en tryckkalibrator.

1. Ställ in kalibreringsutrustningen: Anslut MEMS tryckgivare till kalibreringsenheten. Se till att anslutningarna är täta och säkra. Du kan behöva några adaptrar beroende på typen av portar på sändaren och kalibreringsenheten.
2. Applicera kända tryck: Börja med att applicera ett lågt tryck, som atmosfärstryck. Spela in utsignalen från sändaren. Öka sedan trycket gradvis i små steg och registrera motsvarande utgång vid varje steg. Gör detta upp till sändarens maximala märktryck.
3. Analysera resultaten: Plotta sändarens utgång mot det applicerade trycket. Du bör få ett linjärt samband. Om det finns betydande avvikelser från den förväntade linjära kurvan kan det tyda på ett problem med sändaren. Till exempel, om utgången är lägre än förväntat vid höga tryck, kan sändaren uppleva skador över intervallet.

Noggrannhetstestning

Noggrannhet är ett nyckelprestandamått för MEMS-trycksändare. För att testa noggrannheten måste du jämföra de uppmätta värdena från sändaren med de faktiska värdena.

1. Använd en referensstandard: Du kan använda en trycksensor med hög noggrannhet som referensstandard. Anslut både referensgivaren och MEMS tryckgivare till samma tryckkälla.
2. Mät och jämför: Applicera olika tryck och registrera avläsningarna från båda sensorerna. Beräkna skillnaden mellan avläsningarna för MEMS-tryckgivaren och referenssensorn. Denna skillnad är felet. Sändarens noggrannhet uttrycks vanligtvis som en procentandel av fullskaleutgången. Till exempel, om fullskaleutgången är 100 psi och det maximala felet är 1 psi, är noggrannheten 1 %.

Testning av svarstid

Svarstiden för en MEMS tryckgivare är hur snabbt den kan reagera på en tryckförändring. För att testa svarstiden behöver du en snabbverkande tryckkälla.

1. Generera en stegvis förändring i trycket: Du kan använda en magnetventil för att snabbt ändra trycket som appliceras på sändaren. Anslut sändaren till ett datainsamlingssystem för att registrera utsignalen.
2. Mät svaret: När trycket ändras, registrera den tid det tar för sändarens utgång att nå en viss procent (vanligtvis 90 %) av sitt slutvärde. Detta är svarstiden. En snabb svarstid är viktig i applikationer där trycket ändras snabbt, som i fordonsmotorstyrsystem.

Hysterestestning

Hysteres är skillnaden i sändarens effekt när trycket ökar jämfört med när det minskar. För att testa för hysteres:

1. Applicera ökande och minskande tryck: Börja med att applicera ett lågt tryck och öka det gradvis till det maximala nominella trycket. Spela in resultatet vid varje steg. Sänk sedan trycket gradvis tillbaka till startpunkten och registrera utmatningen igen.
2. Beräkna hysteresen: Jämför utgångsvärdena vid samma tryckpunkter under de ökande och minskande tryckcyklerna. Skillnaden mellan dessa värden är hysteresen. En bra MEMS tryckgivare bör ha låg hysteres, vilket innebär att den ger konsekventa avläsningar oavsett om trycket ökar eller minskar.

Temperaturtestning

Temperaturen kan ha en betydande inverkan på prestandan hos MEMS trycktransmittrar. Så här testar du temperaturprestanda:

1. Använd en temperaturkammare: Placera sändaren i en temperaturkammare och ställ in temperaturen på olika värden. Du kan testa vid låga temperaturer (t.ex. -40°C), rumstemperatur (t.ex. 25°C) och höga temperaturer (t.ex. 85°C).
2. Mät effekten vid olika temperaturer: Applicera ett konstant tryck och registrera uteffekten från sändaren vid varje temperatur. Beräkna förändringen i effekt på grund av temperatur. Detta kallas temperaturkoefficienten. En låg temperaturkoefficient indikerar att sändaren påverkas mindre av temperaturförändringar.

Långsiktig stabilitetstestning

Långsiktig stabilitet är viktig för applikationer där sändaren behöver ge korrekta avläsningar under en lång tidsperiod. För att testa långsiktig stabilitet:

1. Övervaka resultatet över tid: Placera sändaren i en stabil miljö och applicera ett konstant tryck. Övervaka produktionen kontinuerligt under en lång period, som flera månader.
2. Analysera data: Leta efter eventuella trender eller drifter i produktionen över tid. En stabil sändare bör ha minimala förändringar i effekt på lång sikt.

MEMS trycksensor för sköldtunnelmaskin

Om du är i branschen för sköldtunnelmaskiner kanske du är intresserad av vårMEMS trycksensor för sköldtunnelmaskin. Dessa sensorer är speciellt utformade för att motstå de tuffa förhållandena i sköldtunnelapplikationer, inklusive höga tryck och vibrationer.

Slutsats

Att testa prestanda hos MEMS trycktransmittrar är en omfattande process som involverar flera steg. Genom att testa för tryckkalibrering, noggrannhet, svarstid, hysteres, temperaturprestanda och långsiktig stabilitet kan du säkerställa att sändarna uppfyller de krav som krävs.

Om du är på marknaden för högkvalitativa MEMS-tryckgivare eller behöver hjälp med testning och kalibrering, kontakta gärna för en upphandlingsdiskussion. Vi är här för att ge dig de bästa lösningarna för dina behov av tryckmätning.

Referenser

• "MEMS Pressure Sensors: Technology and Applications" av X. Bao och N. Lu
• "Handbook of Pressure Measurement" av PA Peacock