適用于腐蝕性環(huán)境的MS5837-30BA傳感器

大家好，我是【廣州工控傳感★科技】MS5837-30BA傳感器事業(yè)部，張工。

壓力傳感器廣泛應(yīng)用于汽車、工業(yè)、醫(yī)療和消費(fèi)品等各種市場(chǎng)。世界日益連通和智能化。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，現(xiàn)在傳感器的使用涉及對(duì)傳感器不太友好的應(yīng)用和環(huán)境。其中許多應(yīng)用需要能夠承受腐蝕性和嚴(yán)苛化學(xué)品暴露的傳感器。這些化學(xué)物質(zhì)通常存在于傳感器嘗試測(cè)量的介質(zhì)中。

這些化學(xué)物質(zhì)將與傳感器本身直接接觸，為了提供可靠性和較長(zhǎng)使用壽命，現(xiàn)代傳感器必須設(shè)計(jì)為能夠承受和抵御這些化學(xué)物質(zhì)的攻擊。例如在游泳手表中使用壓力傳感器。這些手表經(jīng)常暴露于含氯的水中，氯作為溶解氣體（游泳池）或離子形式（海水）存在。氯是一種強(qiáng)氧化劑，可迅速腐蝕大多數(shù)金屬，對(duì)產(chǎn)品造成不可逆轉(zhuǎn)的損害。

MS5837-30BA壓力傳感器的操作

MS5837-30BA壓力傳感器的典型結(jié)構(gòu)是由化學(xué)物質(zhì)或干蝕刻形成的平面硅隔離膜。壓阻式傳感器放置在傳感器線性工作范圍以內(nèi)且靠近薄膜邊緣的位置。

MS5837-30BA

對(duì)MS5837-30BA傳感器施加壓力時(shí)，它像彈簧墊一樣偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)在壓阻式元件中形成張力，它們根據(jù)偏轉(zhuǎn)的比例改變其電阻值。

MS5837-30BA

在實(shí)踐中，使用四個(gè)壓阻式壓力傳感器，以惠斯通電橋結(jié)構(gòu)排列，最大程度提高信號(hào)級(jí)別，并對(duì)不良噪聲提供一定程度的共模抑制。

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檢測(cè)MS5837-30BA傳感器問(wèn)題的一種方法是在不施加任何壓力的情況下查看輸出信號(hào)偏移。如果工作正常，差分輸出應(yīng)為0V。如果輸出不是0V，則表示傳感元件存在問(wèn)題。腐蝕性化學(xué)品的腐蝕會(huì)影響壓阻式元件、互連和導(dǎo)線接合焊盤的功能。腐蝕會(huì)導(dǎo)致傳感器的輸出信號(hào)偏移和數(shù)錯(cuò)誤。無(wú)論是哪種情況，MS5837-30BA傳感器元件中的信號(hào)都會(huì)連接到CMOS ASIC，在那里，信號(hào)會(huì)進(jìn)行溫度線性和其他誤差補(bǔ)償，然后被放大和數(shù)字化。然后，通過(guò)I2C或SPI協(xié)議對(duì)此數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行格式化，以便輕松與主微處理器通信。

具有保護(hù)功能的包裝

MS5837-30BA

傳感元件和CMOS ASIC的包裝和環(huán)境隔離對(duì)于壓力傳感器的可靠功能非常重要。它們?yōu)?a href="http://ttokpm.com/v/tag/137/" target="_blank">芯片提供保護(hù)，同時(shí)允許與外界連接。所有傳感器必須實(shí)際接觸其測(cè)量的介質(zhì)或現(xiàn)象。此外，它們必須連接到使用傳感器提供的數(shù)據(jù)的電子系統(tǒng)。

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面向嚴(yán)苛環(huán)境

MS5837-30BA壓力傳感器適用于包括鹵素（氟、氯、溴、碘）等強(qiáng)氧化劑的嚴(yán)苛和腐蝕性的環(huán)境。這些類型的嚴(yán)苛環(huán)境存在于汽車、醫(yī)療和個(gè)人可穿戴設(shè)備市場(chǎng)。

在汽車應(yīng)用中，一些用作“阻燃劑”的有機(jī)聚合物是使用鹵素化合物配制的。這些材料可以排出含鹵族元素的化學(xué)物質(zhì)，如碘甲烷（富碘甲烷）。即使?jié)舛戎挥袔?ppm，碘甲烷也能對(duì)MEMS和半導(dǎo)體芯片的金屬間化合特性起到催化劑的作用，這給我們的汽車客戶帶來(lái)了嚴(yán)重的問(wèn)題。

游泳池中的氯化水為可穿戴設(shè)備應(yīng)用帶來(lái)了類似的相關(guān)問(wèn)題。MS5837-30BA壓力傳感器應(yīng)用于鐵人三項(xiàng)選手使用的運(yùn)動(dòng)手表高度計(jì)或潛水計(jì)算機(jī)中的深度傳感器。如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)脑O(shè)備包裝和保護(hù)，在游泳池或海水（都富含溶解的或以離子形式存在的氯）中使用時(shí)，傳感器可能會(huì)腐蝕和發(fā)生故障。

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測(cè)試和驗(yàn)證

通過(guò)將MS5837-30BA傳感器包裝暴露于鹽水、氯水和二碘甲烷氣體中，結(jié)果顯示二碘甲烷暴露環(huán)境是最嚴(yán)苛的測(cè)試。下圖顯示了傳感元件在二碘甲烷和氯水暴露環(huán)境中的信號(hào)輸出偏移。偏移被認(rèn)為是非常有限的。此外，偏離中的偏移可以主要通過(guò)潮濕環(huán)境（而不是二碘甲烷）的存在來(lái)解釋。另一項(xiàng)在 85°C 和 85% 相對(duì)濕度條件下執(zhí)行的加速壽命測(cè)試顯示偏離和跨度有相同的偏移，如二碘甲烷結(jié)果中所示。