Les caractéristiques thermiques des capteurs de pression piézorésistifs

by STS Sensors on octobre 21, 2019
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Les capteurs de pression piézorésistifs ont une sensibilité exceptionnelle, ce qui permet de mesurer les pressions les plus faibles. Les matériaux utilisés dans ces capteurs présentent toutefois une dépendance relativement élevée à la température, qu'il convient ensuite de compenser.

Le comportement d'un capteur de pression piézorésistif change en fonction de la température. Bien que le décalage d'origine lié à la température soit évident et puisse être facilement reconnu et vérifié par l'opérateur, les modifications de la sensibilité et de la linéarité liées à la température sont moins apparentes et donc souvent négligées.

Causes du décalage d’origine

Les raisons du décalage d’origine sont la somme d’effets les plus variés :

  • Des valeurs de résistance différentes sur le pont de mesure de la puce en silicium.
  • Des coefficients de température différents sur les résistances individuelles du pont de mesure.
  • Une membrane de silicium non homogène, recouverte d'une couche d'oxyde de silicium (coefficients de dilatation variables).
  • Des tensions mécaniques lors du montage des cellules de mesure sur le support (puce, verre, port de connexion).
  • Une dilatation de l'huile entrainée par la rigidité des membranes en acier (c'est pourquoi le volume d'huile est réduit à quelques µL dans l'élément de dilatation).

En fonction de la construction du capteur de pression et de la plage de pression elle-même, ces effets individuels ont une importance relativement grande. Sur le plan pratique, l’important n’est pas la source du décalage d'origine, mais bien la manière de le compenser. Ce qui est souhaitable, c’est une réponse aussi linéaire que possible sur une plage de température aussi large que possible.

De meilleurs résultats avec une compensation polynomiale

La linéarité change également avec la température. Lorsque de tels effets de température doivent être pris en compte et compensés, il est généralement nécessaire d’utiliser une modélisation mathématique de la réponse du capteur. Ce modèle mathématique décrit avec précision toutes les caractéristiques de pression et de température d'un capteur. Cependant, pour pouvoir appliquer ce modèle mathématique, un ordinateur ou des méthodes de compensation numériques sont nécessaires.

Chez STS, nos capteurs OCS utilisent une compensation polynomiale. Grâce à cette compensation, les capteurs de pression piézorésistifs de l'enregistreur de données DL.OCS/N/RS485 (surveillance de la qualité de l'eau) atteignent une précision de 0,03 % PE, ainsi qu'une précision de 0,05 % PE sur une plage de température de -5 à 50 °C.

La plupart des capteurs de pression de STS sont optimisés en standard pour des températures de fonctionnement de 0 à 70 °C – une excellente plage de mesure pour obtenir des résultats précis dans la plupart des applications. Dans certains cas, cependant, il est avantageux que les capteurs soient livrés pré-optimisés aux conditions de température d’une application spécifique. STS est spécialisé dans le développement de capteurs de pression spécifiquement optimisés, dans les délais les plus brefs.

Topics: Transmetteurs de Pression, Capteur de Pression, Capteur de Pression Piézorésistif, Compensation Thermique

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