压阻式陶瓷压力传感器使用指导书
无锡市海贝微电子研究所生产的HB2018压阻式陶瓷压力传感器由于具有优良的线精度和灵敏度、国际先进的低零位温漂对介质的抗腐蚀性，特別是过载压力性能，受到了国内外用户的广泛釆用。传感器在使用过程中，正确的使用，对提高传感器的可靠性和稳定性有着密切的关系，要作到正确的使用传感器，就必须在使用时对传感器的以下方面有一个正确的了解。
1 封装
图1 HB2018 陶瓷压力传感器封装
压力传感器是用作压力的测量和控制，对压力有很高的灵敏度和线性精度，不同的封装形式会对传感器产生不同的应力影响，大小不同的附加应力会造成传感器的不同的漂移特性。
1.1用户对传感器的再封装应充分考虑的传感器原有的封装类型，在满足其压力量程的条件下应尽量小的引入装配应力。通常情况下，采用卡圈式压紧或釆用内螺纹压紧工艺，难以实现陶瓷压力传感器整个平面均匀受力，表面受力不均，势必对传感器表面弹性体产生附加应力，导致传感器零位输出电压产生漂移。建议用户在传感器和卡圈式压环之间加装Φ18ⅹ16.5mm尼龙垫圈。实践证明它能有效减小装配应力，确保传感器再封装后传感器零位输出电压不产生较大的变化和稳定性。
1.2 再封装工艺中选择正确的密封圈对变送器密封性和可靠性有重要影响。以O形密封圈为例，必须根据量程范围选择不同的截面积，因为量程不同压紧压力不同，截面积小易产生O形圈过变形，变送器易产生载体泄漏；反之选择的O形圈截面过大，压紧后变形小亦易达不到密封目的。实践证明:对于0.5-50Mpa可选用2.2-2.4mm²O型密封圈。
对于密封圈材料和尺寸的选择亦很重要。介质若是水可釆用丁腈橡胶O形圈；对于汽油、机油或腐蚀性气体和液体，建议釆用氟橡胶O形圈（HG/T 2579-94），或EPDM(三元乙丙橡胶)。
HB2018压阻式陶瓷压力传感器外形结构有四个半园形凹槽，这是传感器制造工艺需要和再封装而设计的。为了确保密封性，建议选用外径Φ17.5mm的O形圈。
用户如果选购O形密封圈有困难，请在订货时说明，我研究所可提供专用氟橡胶O形圈。
2 绝缘性
对与压阻式压力传感器而言，绝缘性的测试的仪器是非常重要的，传感器绝缘性的测试条件为50V，最小绝缘电阻100MΩ，有许多顾客使用100V，甚至于500V的绝缘测试仪表来测试，传感器会因为高电压而被击穿，造成传感器的损坏。
3 激励电源
传感器的供电电源分为恒流源和恒压源两种，每一种产品在使用说明上均有供电类型和最大供电值，HB2018由于桥路阻抗高达11KΩ，激励电源允许5-30V/DC，传感器在使用时供电类型混淆会造成传感器灵敏度和温度性能的变化超过最大供电值使用会造成传感器性能的失效。
4 靜态特性
4.1 特性方程
y = a + bx
式中：
a—校准压力值；
y—对应于各校准压力值的电输出值；
a—特性方程的截距；
b—特性方程的斜率。
4.2 非线性 eL ≤ 0.2 % FS
传感器非线性误差在静态校正后进行计算：
式中：ΔLmax 各校正点数据平均值与工作直线相应点的值之差的最大值，mV。
4.3 迟滞误差eH ≤ 0.2 % FS
传感器迟滞误差在静态校正后进行计算，计算公式如下：
eH
式中：ΔHmax 各校正点上正、反行程输出数据平均值的最大值，mV。
4.4 重复性误差 eR≤ 0.2 % FS
式中：工程上 用S代替，计算方法见SJ/T 10429-1993 附录A。
4.5 精确度A
精确度A表示为：
式中：(ΔYupd )max 正、反行程各自校准点数据的平均值与工作直线相应点的值之差中的最大值，mV。
4.6 灵敏度
传感器灵敏度是指在额定激励电压下传感器滿度输出电压与激励电压的比值，其灵敏度见表。
压力范围 （MPa） 0.20 0.25 0.40 0.50 0.60 1.00 2.00 2.50 4.00 5.00 6.00 10.0 25.0 40.0
灵敏度（mV/V） 1.6～2.3 2.2～3.3
5 稳定性
5.1 零位稳定性
a）零位時漂 Do
在额定的激励电源和靜态校准环境条件下，不加压力（差）時，预热30min后在8h内的零位变化。Do 不超过 ± 0.25 % FS/℃。
b）零位温漂 α
HB2018/A：α＜0.03 % FS/℃；
HB2018/B：α＜0.05 % FS/℃；
HB2018/C：α＜ 0.1 % FS/℃。
传感器在不同温度下校准時而引起零位输出的最大变化。一般以变化一度時零位的相对变化率表示（%/℃）。
/℃
式中：
—室温时的零位输出值；
—室温時的滿量程输出值；
—温度T℃時的零位值；
—试验温度；
—室温。
5.2 灵敏度稳定性
a）灵敏度時漂αbt
Tamb=25℃， αbt＜0.25% FS
在额定的激励电源和靜态校准温度条件下，加上滿量压力（压差），在8 h時间内滿量程输出的变化值与滿量程输出值的百分比。
b）灵敏度温漂 β
HB2018/A β＜0.03%FS/℃；
HB2018/B β＜0.05%FS/℃；
HB2018/C β＜0.1%FS/℃。
传感器在不同温度下校准時而引起的灵敏度输出的最大变化。一般以每变化一度時灵敏度的相对变化率表示（%/℃）表示。
℃
式中：
bT—温度T℃時的输出灵敏度；
b0—室温時的输出灵敏度。
也可以近似计算如下：
/℃
式中： —温度T℃時的滿量程输出。
传感器靜态特性测试需要注意以下问题：
l 压力源标准压力源的精度为0.05% ；
l 测量稳定時间: 预热时间: 30min ；
l 测试仪器其误差为被检测传感器允许误差的1/3 ；
l 激励电源其误差为被检测传感器允许误差的1/3 。
传感器安装在压力源上，并通以额定的激励电源，并符合规定的稳定時间，接入输入阻抗大于传感器负载阻抗的测试仪器。根据量程范围，确定均匀分布的检定级，并不少于6级（包括零位及滿量程点）。
校准从测量下限开始，按规定的各校准点平稳地加载到量程上限的压力值(称为正行程); 然后按原校正点倒序回校(称为反行程)。观察装置的气密情况，检查测试仪器和激励电压，分别记录正反行程各校准点的数据。一个正、反行程称为一个循环。
l 反行程的输出上限值应是在正行程上限压力提高2%后，再回到测量范围上限时第二次
读取的数据。
l 靜态校正至少需要连续进行三个循环。
6 过载压力
过载压力指传感器在额定工作压力以上的一定范围内可以正常工作，但传感器的某些特性会发生变化，破坏压力指传感器可以承受的最大压力，超过该压力会造成传感器的失效或损坏。
7 测量介质
对于不锈钢封装的传感器，由于绝大多数的材质是316L，所以它可以测试任何316L SS可以兼容的介质。
测量管道水压时应注意水锤现象，应采用合适的密封胶密封，並应该在O型密封圈四周涂复双组份高弹传聚氨酯防水胶。
8 电气连接和易焊性
8.1 HB2018压阻式陶瓷压力传感器有四个端子（图2）。其中2 、4接激励电源: 2为电
源正，4为电源负；1、3端接信号输出: 3为信号输出正，1为信号输出负。请注意: 这里的1端与4端是不允许相连接的!否则信号输出将被短路，请在PCB板布线时要注意。
8.2 传感器四个端子是釆用进口电子浆料印刷、高温烧结在传感器上，这种导带的易焊性
是很好的。但在传感器后期制造工艺如计算机程控工艺老化过程，以及在贮存和运输过程中都可能导致端子表面金属层产生氧化。用户在使用过程中，可用金相砂纸轻轻擦拭端子表面，只要表面发亮就可以，千万不能用力擦磨!焊接时请采用不大于60W的尖头烙铁焊接即可。
图2 HB2018电气连接图
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