SII0649CLU封的这就为膜片提供了一个弹性支撑,同时使传感器前后两部分分开。在装配过程中不能受剪切力的作用,否则会使膜片受到一个附加应力,这些要求会给装配工作带来麻烦。膜片两侧各有一个与膜片同材料的压环,并与膜片粘结成一体,压环的晶向与膜片的晶向应保持一致,同时还应保证加工过程中的同心度,以避免温度变化时,压环与膜片间产生附加应变。

CZ1023型压阻式压力传感器的硅膜片为〔110〕晶向,其中承受拉伸应变的电阻条设在膜片中心的E110〕方向上,承受压缩应变的电阻条设在与E110)方向成α角的边缘上,见图9-26所示。

CZ1023硅膜片晶向,传感器结构小巧,原理新颖,适用于小口径管路(如某些油路管道)压力测量,其主要性能如下:

测量范围:0~58.8 MPa;

总精度:0.3%~0.5%FS;

灵敏度:≥27 mV/V;

CZ1023型固态,压阻式压力传感器D522型压力,1一绝缘塞;2一螺母;3工导环;

传感器,有导线的硅片产5^外壳;6一绝缘片,氟硅橡胶密封垫圈。

示的D522型压力传感器的转换元件是一根单晶硅柱体,在其上沿一定晶向扩散四只等臂电阻构成惠斯登电桥。为提高抗压、抗冲击和抗电磁千扰能力并改善其他性能,采用高绝缘的固熔体封装结构。

固有频率:>130 kHz;

零位温漂:≤0.1%FS/°C; D522型压力传感器结构示意图

灵敏度温漂:±(3~5)%FS/100T; 1--膜片;2一绝缘体;3一硅柱;4一密封圈;5一电缆;体积:￠8×16mm。6--压紧对;7一壳体;8一补偿件;9一绝缘块。

D522型固态压力传感器不仅可用于测压力(短期可测9.8×107Pa的压力),而且可作力传感器用,其测量范围为0~49×106Pa,精度可达0.1%FS。

压阻式压力传感器在航空方面的应用,在航空工业中的应用,在航空工业技术中,压力是一个关键参数¨测试中不仅要测静压,还要测动压;不仅要测稳态压力,还要测脉动压力;不仅要测局部压力,还要测整个压力场。因而麻.测试系

统的要求越来越高,特别是要求精度高、体积小、重量轻、工作可靠、响应快的压力传感器,而这些要求正是压阻式传感器广泛使用的原因。早在60年代就用硅压力传感器测量直升机机翼的气流压力分布。70年代以来应用更加广泛,如用于测试发动机进气口处的动压畸变,叶栅的脉动压力和机翼的抖动等。

飞机喷气发动机中心压力的测量,专门设计能在高温工作的硅压阻式压力传感器(工作温度高达480°C和537.C)来测量喷气发动机的中心压力,例如美国康拉克(Comrac)公司试验在空军战斗机的角台涡轮喷气发动机上安装25个高温压力传感器来监测发动机的性能,取得良好的结果。

应用于飞机的大气数据系统中,美国豪尼威尔(Honeywe11)公司生产的高精度(0.05%)硅压阻式压力传感器配套于亚音速客机DC 10的HG280数字大气数据计算机,配套于B727和B737客机的HG480数字式大气计算机上。

风洞模型试验,目前美国和欧洲许多国家使用美国库利特(Kulite)公司生产的专用于风洞模型试验的微型压阻式传感器CQL-080-25和LQS-156-25系列。由于用作风洞试验的模型尺寸是有限的,为了获得更多、更准确的实验数据,需要在很小的模型上安装较多的传感器。例如为了研制某涡轮喷气发动机的轴对称进气管道相互作用,在模型上安装了非常密集的压阻式传感器,传感器的外径仅有2.36mm,固有频率为300kHz,非线性和迟滞均为满量程的±0.22%。在压气机入口流量的测试中,在同一点上既要测动压又要测静压,所以采用了双筒型探头,这样,就在进口处安排了8个测试靶,每个测试靶上有5个探头,因而共有探头40个。在进口处安装这样密集的探头在风洞测试中是少有的。

压电式压力传感器,压电式压力传感器可以用来测量10处~10:Pa,频率从几赫到几十干赫(甚至上百千赫)的动态压力。在内燃机的气缸、油管、进排气管的压力测量,枪炮的膛压测量以及航空发动机燃烧室等压力测量中,获得了广泛的应用。

压电式压力传感器主要由本体、弹性敏感元件和压电转换元件组成。其中压电转换元件工作的物理基础是压电材料的压电效应,它是各种压电式传感器的核心部件。制作压电元件的压电材料有石英晶体、压电陶瓷和高分子压电材料三类,以石英晶体应用最为普遍。

按照弹性敏感元件结构形式的不同,压电式压力传感器可分为活塞型和膜片型两大类。这里着重讨论常用的膜片型压电式压力传感器。

压电效应,某些晶体,当沿着一定方向受到外力作用时,内部就产生极化现象,同时在某两个表面上便产生符号相反的电荷。当外力去掉后,又恢复到不带电状态。当作用力方向改变时,电荷的极性也随着改变。晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比,这种现象称为顺压电效应。反之,如对晶体施加一交变电场,晶体本身将产生机械变形,这种现象称为逆压电效应。逆压电效应也称为电致伸缩效应。

压电式传感器大都是利用压电材料的顺压电效应制作压电元件的。在某些应用场合也有用逆压电效应制作的传感器。

编码方案是难以一一进行仔细比较的。一般来说,选取的编码方案应该有利于所选触发器的激励方程及输出方程的化简以及电路的稳定可靠。有时,遵循状态变化的顺序,以自然二进制数递增顺序编码可简化电路。而使用具有一定特征的编码,例如格雷码,则有利于减少状态输出出现竞争冒险的可能性。状态分配完成,则可将简化状态图和状态表中的字符替换为状态编码。

选择触发器类型,触发器类型选择的余地实际上是非常小的。小规模集成电路的触发器产品,大多是D触发器和JK触发器。由于单个JK触发器具有较强的功能,选择它有时可使设计灵活方便。中规模集成电路大多已组成为功能模块,对于电路设计来说已无选择余地。如前所述,很多可编程逻辑器件中采用D触发器来实现时序逻辑设计,如果有特殊要求,用D触发器也非常容易构成其他逻辑功能的触发器。

确定激励方程组和输出方程组,根据状态分配后的状态表,用卡诺图或其他方式对逻辑函数进行化简,可求得电路的激励方程组和输出方程组。这两个方程组决定了同步时序电路的组合电路部分。

画出逻辑图,并检查自启动能力,按照前一步导出的激励方程组和输出方程组,可画出接近工程实现的逻辑电路图。

有些同步时序电路设计中会出现没有用到的无效状态,当电路上电后有可能陷入这些无效状态而不能退出,因此,设计的最后一步应检查电路是否能进人有效状态,即是否具有自启动能力。如果不能自启动,则需修改设计。

有些时序电路要求必须从指定的初始状态开始工作,而不允许从任何其他状态启动。这时,应利用触发器的直接置0、置1功能,在开始工作之前先将电路置为有效状态。图6.3.2(a)所示+vcc+vdc为一低电平手动复位信号产生电路,当按键开关按下,则产生低电平复位 及信号REsEr,按键抬起,系统则进人正常工作状态。图6.3.2(b)所示为一种上电自动复位电路,它利用电容两端st电压不能突变的原理,在上电之初将100kΩ复位信号RESET保持在低电平,将系统预置为初始状态。随着电源+vcc通过电阻R对电容C充电,使C两端电压复位电路逐渐升高,经过一段时间之后,REsEr (a)手动复位电路(b)上电自动复位电路.