고정밀 초저압 센서의 필요성

기판 장착 압력 센서의 이점과 선택 시 고려 사항에 대해 알아보십시오.

의료용 인공호흡기 및 건물 에너지 절약을 위한 가변 풍량(VAV) 제어 시스템과 같은 다양한 설계를 포함하여 매우 높은 정확도를 제공할 수 있는 초저압 센서(그림 1)가 많은 응용 분야에 필요합니다. 그리고 점점 더 많은 엔지니어들이 제한된 공간 및 신뢰성과 같은 일반적인 문제를 해결하기 위해 기판 실장형 압력 센서로 눈을 돌리고 있습니다.

그림 1. 초저, 고정밀 압력 센서는 절대 압력, 게이지 압력 및 차압을 측정할 수 있는 기판 실장 솔루션으로 제공됩니다. 이미지는 Honeywell에서 제공했습니다.

보드 장착 압력 센서의 이점

기판 실장 압력 센서(그림 2)는 저압, 고정밀 센서가 필요한 응용 분야에서 작업하는 엔지니어에게 인기 있는 선택이 되었습니다. 이 소형 센서는 PCB(인쇄 회로 기판)에 쉽게 장착할 수 있으므로 전자 어셈블리에 직접 통합할 수 있습니다.

컴팩트한 설치 공간은 공간 제약을 해결하고 압력 변화(절대, 차동 및 게이지 포함)에 매우 민감한 미세 구조를 활용하여 정확한 초저압 판독값을 얻을 수 있습니다.

또한 보드에 장착된 압력 센서의 설계는 에너지 효율이 높다는 것을 의미합니다.

그림 2. 기판 실장 압력 센서는 매우 작고 회로 및 전자 장치에 쉽게 통합할 수 있습니다. 이미지는 Honeywell에서 제공했습니다.

고정확도, 초저압 센서를 위한 의료 애플리케이션

고정확도, 초저압 센서가 필요한 의료 애플리케이션은 다음과 같습니다.

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혈액투석기

환풍기

마취 기계

수면 무호흡증 기계

의학 화학

혈액 투석기에서 혈액이 인공 신장에 접근하고 환자와 주고받는 혈류를 조절함에 따라 혼합 탱크의 압력을 조절하기 위해 이러한 압력 센서에 의존합니다.

또는 인공호흡기에서 필터가 막힌 상태를 감지하는 것 외에도 환자의 호흡을 모니터링하고 갑자기 악화되는지 감지하는 데 도움이 됩니다. 고정밀 압력 센서는 환자와 주고받는 공기 및 산소의 압력을 측정하여 절대 안전한 수준을 초과하지 않도록 하기 때문에 마취 기계에서 유사한 용도로 사용됩니다.

CPAP, Auto-PAP 및 Bilevel-PAP를 포함한 수면 무호흡증 기계(그림 3)는 초저압 센서를 사용하여 공기가 환자에게 전달되는 압력을 모니터링합니다. 또한 혈압과 병실 공기를 모니터링하는 데 사용됩니다.

그림 3. 인공호흡기 및 마취 장비에 사용되는 고정밀, 저압 기판 실장 압력 센서. 픽사베이에서 제공한 이미지.

종합하면 의료 화학에서는 고정밀 압력 센서가 화학 분석기에 사용됩니다. 예를 들어, 압력 센서는 피펫과 함께 사용되어 정확한 양의 유체를 끌어오고, 바이알이 잘못 배치되었는지 감지하고, 공기가 유입되지 않는지 확인하고, 장애물이 있는지 인식합니다. 추가 응용 프로그램에는 유세포 분석, 분자 테스트 및 기타 범주의 자동화된 실험실 테스트 장비가 포함됩니다.

기타 애플리케이션

또한 필터 교체 시기를 최적화하기 위해 필터와 관련된 압력을 모니터링하고 필터가 막혔는지 여부를 판단하는 것과 같은 건물 에너지 절약에 초저, 고정밀 압력 센서가 필요합니다. 고정밀 압력 센서는 열린 창과 관련된 압력 변화에 사용될 수 있으므로 기류 또는 창 위치 조정의 자동화된 변경이 이루어질 수 있습니다.

또한 VAV 시스템에 통합되어 건물 전체의 공기 흐름이 균형을 이루도록 합니다. 초저, 고정확도 압력 센서는 유량 교정기, 공압 제어, 가스 유량 계측, 가스 크로마토그래피 및 기압 측정에도 사용할 수 있습니다.

그리고 이러한 모든 애플리케이션은 기판 실장형 압력 센서 솔루션의 사용에 직접적으로 적합합니다.

보드 장착 압력 센서 선택 시 고려사항

기판 실장 센서를 선택하려면 일반적으로 압력 센서와 관련된 설계 선택(예:작동 압력 범위, 환경 온도, 매체 유형)이 필요합니다. 그러나 기판 실장 제품 라인에서 가장 적절한 고정확도, 초저압 센서를 선택하기 위해서는 더 깊이 탐구해야 할 고려 사항이 있습니다.

압력 범위 및 파열 압력

일부 응용 분야에서는 파열 압력과 관련된 잠재적 문제뿐만 아니라 최고 압력 측면에서 압력 범위에 대해 상당한 불확실성이 있을 수 있습니다. 높은 작동 압력을 포함하는 범위(보정된 압력 범위와 반대)는 초저압 센서가 손상 없이 보정된 범위 이상의 압력에 지속적으로 노출되도록 할 수 있습니다. 높은 파열 압력과 결합하면 시스템 설계 프로세스가 단순화되고 잠재적인 시스템 다운타임이 줄어들며 시스템의 전반적인 신뢰성이 향상됩니다.

정확도

압력 센서의 정확도에 영향을 줄 수 있는 기본 오류 유형에는 압력 비선형성, 히스테리시스 및 비반복성의 세 가지가 있습니다. 종종 FSS BFSL(Full Scale Span, Best Fit Straight Line) 측면에서 측정되는 극도로 정밀한 정확도는 시스템 효율성을 개선하고 고객의 교정 요구 사항을 줄이며 소프트웨어 개발을 보다 단순하게 만들고 시스템 설계를 최소화할 수 있습니다.

총 오차 대역

TEB(Total Error Band)는 오프셋, FSS(Full Scale Span), 오프셋에 대한 열 영향, 스팬에 대한 열 효과, 열 히스테리시스(보상된 온도 범위 전체)뿐 아니라 정확도와 관련된 오류를 고려합니다. 고정밀 압력 센서가 정확하고 신뢰할 수 있으며 반복 가능한 판독값을 제공하려면 TEB를 고려해야 합니다.

TEB에 의존하면 전체 시스템 정확도를 향상시키는 것 외에도 다른 이점이 있습니다. 낮은 TEB를 가진 기판 실장 고정밀 압력 센서를 선택하면 센서의 호환성을 향상시키는 부품 간 정확도 변동을 최소화할 수 있습니다. 마지막으로 TEB가 작은 압력 센서는 모든 센서가 개별 보정 및 테스트를 필요로 하지 않기 때문에 제조 시간과 비용을 줄입니다.

안정성

안정성은 전체 시스템 성능에 중요하며 교정 요구 사항을 최소화하는 데 도움이 됩니다. 또한 센서 서비스 또는 교체 필요성을 최소화하여 전체 시스템 가동 시간을 지원합니다. 이는 특히 건강 및 웰빙에 영향을 미치는 애플리케이션과 같은 미션 크리티컬 애플리케이션에 해당됩니다.

에너지 효율성

보드 실장 압력 센서와 관련된 전력 소비는 전체 시스템 성능에 대한 기여를 포함하여 다양한 이유로 매우 중요합니다. 또한 고정밀, 저압 센서를 위한 많은 애플리케이션은 휴대가 가능해야 하며 낮은 전력 소비로 배터리 수명을 연장할 수 있습니다. 전력 요구 사항을 더욱 줄이기 위해 절전 모드 옵션이 포함된 제품 라인은 더욱 좋습니다.

습기 감도 레벨 1

IIPC/JEDEC J-STD-020D.1 수분 민감도 레벨 1 요구 사항을 충족하는 압력 센서는 긴 베이크 없이 솔더 리플로우 부착 및/또는 수리를 훨씬 더 안전한 프로세스로 만듭니다. 이를 통해 사용자는 리플로우 중에 종종 발생하는 너무 일반적인 기계적 및 열적 손상을 피할 수 있고 결과가 안정적이고 리플로우 프로세스 후에 매우 빠르게 사용할 수 있기 때문에 린 제조를 지원할 수 있습니다. 또한 습기 민감도와 관련된 이러한 엄격한 기준을 충족하므로 적절하게 보관할 경우 바닥 수명이 무제한입니다.

예시 제품:Honeywell TruStability HSC

애플리케이션에 고정밀 초저압 센서 솔루션이 필요한 경우 기판 실장 옵션이 탁월한 선택입니다. Honeywell TruStability HSC(고정밀 실리콘 세라믹) 시리즈 기판 실장 압력 센서는 지원을 통해 ±1.6mbar ~ ±10bar, ±160Pa ~ ±1MPa 및 ±0.5inH20 ~ ±150psi를 포함한 광범위한 압력 범위에서 사용할 수 있습니다. 압력 파열을 위해. 0°C ~ 50°C[32°F ~ 122°F]의 온도 범위에서 교정된 ±0.25%FSS BFSL의 업계 최고의 정확도를 제공하고 ±1% FSS ~ ±3% FSS TEB에서 온도 보상됩니다. .

TruStability HSC(초저압 센서는 절대, 차압 및 게이지 압력 측정에 사용 가능하며, 요청 시 선택 가능한 절전 모드와 함께 극도로 낮은 전력 소비(일반적으로 10mW 미만)로 뛰어난 안정성을 제공합니다.

Honeywell의 HSC 시리즈는 IIPC/JEDEC J-STD-020D.1 수분 감도 레벨 1 요구 사항도 충족합니다. 또한 이러한 초저압 센서는 온보드 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)을 사용하여 온도 효과, 감도, 센서 오프셋 및 비선형성에 대해 완전히 보정되고 온도 보상됩니다.

Sager Electronics는 Honeywell Sensing 및 IoT의 공인 스타킹 유통업체로서 광범위한 TruStability 기판 실장 압력 센서와 기타 센서 및 스위칭 솔루션을 제공합니다. 이 센서에 대해 자세히 알아보려면 여기를 클릭하거나 sager.com에서 Honeywell 카탈로그를 방문하십시오.

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