壓阻式陶瓷壓力傳感器使用指導書
無錫市海貝微電子研究所生產的HB2018壓阻式陶瓷壓力傳感器由於具有優良的線精度和靈敏度、國際先進的低零位溫漂對介質的抗腐蝕性，特別是過載壓力性能，受到了國內外用戶的廣氾釆用。傳感器在使用過程中，正確的使用，對提高傳感器的可靠性和穩定性有著密切的關係，要作到正確的使用傳感器，就必須在使用時對傳感器的以下方面有一個正確的瞭解。
1 封裝
圖1 HB2018 陶瓷壓力傳感器封裝
壓力傳感器是用作壓力的測量和控制，對壓力有很高的靈敏度和線性精度，不同的封裝形式會對傳感器產生不同的應力影響，大小不同的附加應力會造成傳感器的不同的漂移特性。
1.1用戶對傳感器的再封裝應充分考慮的傳感器原有的封裝類型，在滿足其壓力量程的條件下應儘量小的引入裝配應力。通常情況下，採用卡圈式壓緊或釆用內螺紋壓緊工藝，難以實現陶瓷壓力傳感器整個平面均勻受力，表面受力不均，勢必對傳感器表面彈性體產生附加應力，導致傳感器零位輸出電壓產生漂移。建議用戶在傳感器和卡圈式壓環之間加裝Φ18ⅹ16.5mm尼龍墊圈。實踐証明它能有效減小裝配應力，確保傳感器再封裝后傳感器零位輸出電壓不產生較大的變化和穩定性。
1.2 再封裝工藝中選擇正確的密封圈對變送器密封性和可靠性有重要影響。以O形密封圈為例，必鬚根據量程範圍選擇不同的截面積，因為量程不同壓緊壓力不同，截面積小易產生O形圈過變形，變送器易產生載體洩漏；反之選擇的O形圈截面過大，壓緊后變形小亦易達不到密封目的。實踐証明:對於0.5-50Mpa可選用2.2-2.4mm²O型密封圈。
對於密封圈材料和尺寸的選擇亦很重要。介質若是水可釆用丁腈橡膠O形圈；對於汽油、機油或腐蝕性氣體和液體，建議釆用氟橡膠O形圈（HG/T 2579-94），或EPDM(三元乙丙橡膠)。
HB2018壓阻式陶瓷壓力傳感器外形結構有四個半園形凹槽，這是傳感器製造工藝需要和再封裝而設計的。為了確保密封性，建議選用外徑Φ17.5mm的O形圈。
用戶如果選購O形密封圈有困難，請在訂貨時說明，我研究所可提供專用氟橡膠O形圈。
2 絕緣性
對與壓阻式壓力傳感器而言，絕緣性的測試的儀器是非常重要的，傳感器絕緣性的測試條件為50V，最小絕緣電阻100MΩ，有許多顧客使用100V，甚至於500V的絕緣測試儀表來測試，傳感器會因為高電壓而被擊穿，造成傳感器的損坏。
3 激勵電源
傳感器的供電電源分為恆流源和恆壓源兩種，每一種產品在使用說明上均有供電類型和最大供電值，HB2018由於橋路阻抗高達11KΩ，激勵電源允許5-30V/DC，傳感器在使用時供電類型混淆會造成傳感器靈敏度和溫度性能的變化超過最大供電值使用會造成傳感器性能的失效。
4 靜態特性
4.1 特性方程
y = a + bx
式中：
a—校準壓力值；
y—對應于各校準壓力值的電輸出值；
a—特性方程的截距；
b—特性方程的斜率。
4.2 非線性 eL ≤ 0.2 % FS
傳感器非線性誤差在靜態校正后進行計算：
式中：ΔLmax 各校正點數據平均值與工作直線相應點的值之差的最大值，mV。
4.3 遲滯誤差eH ≤ 0.2 % FS
傳感器遲滯誤差在靜態校正后進行計算，計算公式如下：
eH
式中：ΔHmax 各校正點上正、反行程輸出數據平均值的最大值，mV。
4.4 重複性誤差 eR≤ 0.2 % FS
式中：工程上 用S代替，計算方法見SJ/T 10429-1993 附錄A。
4.5 精確度A
精確度A表示為：
式中：(ΔYupd )max 正、反行程各自校準點數據的平均值與工作直線相應點的值之差中的最大值，mV。
4.6 靈敏度
傳感器靈敏度是指在額定激勵電壓下傳感器滿度輸出電壓與激勵電壓的比值，其靈敏度見表。
壓力範圍 （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
靈敏度（mV/V） 1.6～2.3 2.2～3.3
5 穩定性
5.1 零位穩定性
a）零位時漂 Do
在額定的激勵電源和靜態校準環境條件下，不加壓力（差）時，預熱30min后在8h內的零位變化。Do 不超過 ± 0.25 % FS/℃。
b）零位溫漂 α
HB2018/A：α＜0.03 % FS/℃；
HB2018/B：α＜0.05 % FS/℃；
HB2018/C：α＜ 0.1 % FS/℃。
傳感器在不同溫度下校準時而引起零位輸出的最大變化。一般以變化一度時零位的相對變化率表示（%/℃）。
/℃
式中：
—室溫時的零位輸出值；
—室溫時的滿量程輸出值；
—溫度T℃時的零位值；
—試驗溫度；
—室溫。
5.2 靈敏度穩定性
a）靈敏度時漂αbt
Tamb=25℃， αbt＜0.25% FS
在額定的激勵電源和靜態校準溫度條件下，加上滿量壓力（壓差），在8 h時間內滿量程輸出的變化值與滿量程輸出值的百分比。
b）靈敏度溫漂 β
HB2018/A β＜0.03%FS/℃；
HB2018/B β＜0.05%FS/℃；
HB2018/C β＜0.1%FS/℃。
傳感器在不同溫度下校準時而引起的靈敏度輸出的最大變化。一般以每變化一度時靈敏度的相對變化率表示（%/℃）表示。
℃
式中：
bT—溫度T℃時的輸出靈敏度；
b0—室溫時的輸出靈敏度。
也可以近似計算如下：
/℃
式中： —溫度T℃時的滿量程輸出。
傳感器靜態特性測試需要注意以下問題：
l 壓力源標準壓力源的精度為0.05% ；
l 測量穩定時間: 預熱時間: 30min ；
l 測試儀器其誤差為被檢測傳感器允許誤差的1/3 ；
l 激勵電源其誤差為被檢測傳感器允許誤差的1/3 。
傳感器安裝在壓力源上，並通以額定的激勵電源，並符合規定的穩定時間，接入輸入阻抗大於傳感器負載阻抗的測試儀器。根據量程範圍，確定均勻分布的檢定級，並不少於6級（包括零位及滿量程點）。
校準從測量下限開始，按規定的各校準點平穩地加載到量程上限的壓力值(稱為正行程); 然後按原校正點倒序回校(稱為反行程)。觀察裝置的氣密情況，檢查測試儀器和激勵電壓，分別記錄正反行程各校準點的數據。一個正、反行程稱為一個循環。
l 反行程的輸出上限值應是在正行程上限壓力提高2%后，再回到測量範圍上限時第二次
讀取的數據。
l 靜態校正至少需要連續進行三個循環。
6 過載壓力
過載壓力指傳感器在額定工作壓力以上的一定範圍內可以正常工作，但傳感器的某些特性會發生變化，破坏壓力指傳感器可以承受的最大壓力，超過該壓力會造成傳感器的失效或損坏。
7 測量介質
對於不鏽鋼封裝的傳感器，由於絕大多數的材質是316L，所以它可以測試任何316L SS可以兼容的介質。
測量管道水壓時應注意水錘現象，應採用合適的密封膠密封，並應該在O型密封圈四週塗復雙組份高彈傳聚氨酯防水膠。
8 電氣連接和易焊性
8.1 HB2018壓阻式陶瓷壓力傳感器有四個端子（圖2）。其中2 、4接激勵電源: 2為電
源正，4為電源負；1、3端接信號輸出: 3為信號輸出正，1為信號輸出負。請注意: 這裡的1端與4端是不允許相連接的!否則信號輸出將被短路，請在PCB板布線時要注意。
8.2 傳感器四個端子是釆用進口電子漿料印刷、高溫燒結在傳感器上，這種導帶的易焊性
是很好的。但在傳感器後期製造工藝如計算機程控工藝老化過程，以及在貯存和運輸過程中都可能導致端子表面金屬層產生氧化。用戶在使用過程中，可用金相砂紙輕輕擦拭端子表面，只要表面發亮就可以，千萬不能用力擦磨!焊接時請採用不大於60W的尖頭烙鐵焊接即可。
圖2 HB2018電氣連接圖
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