XEN-3920皮拉尼真空規(guī)傳感器

-雙傳感器敏感元件

經(jīng)典的皮拉尼真空規(guī)傳感器利用惠斯通電橋 Wheatstone bridge或熱電堆測(cè)溫的補(bǔ)償原理，其中的一燈絲作為該電路的其中一個(gè)電阻。當(dāng)燈絲所在的氣體分子密度改變時(shí)，其熱導(dǎo)率會(huì)有所不同，因此燈絲所表現(xiàn)的溫度也會(huì)不同，間接影響電阻值的大小。固定電壓，固定電流以及固定溫度中以后一種方法做敏感。值得注意的是，不同氣體的熱導(dǎo)率不同，因此在測(cè)量的時(shí)候要刻度上需要校對(duì)。

皮拉尼真空規(guī)出廠前一般用空氣或氮?dú)鈽?biāo)定，但是不同氣體的導(dǎo)熱系數(shù)不同，這會(huì)影響電阻絲的溫度，進(jìn)而影響實(shí)際的壓力值。因此，測(cè)量不同氣體的，需要用其它類型的真空計(jì)（如壓阻式真空計(jì)、電容薄膜規(guī)等）校準(zhǔn)。

經(jīng)典的皮拉尼真空計(jì)傳感器在使用時(shí)必須認(rèn)識(shí)到其局限性。由于不同的氣體具有不同的從燈絲傳遞熱量的能力（即不同的比熱容），皮拉尼真空規(guī)的響應(yīng)取決于系統(tǒng)中存在的氣體。因此，用戶必須校準(zhǔn)皮拉尼真空規(guī)傳感器，以確定系統(tǒng)中預(yù)期的殘留氣體。在相同壓力下，用氦氣吹掃的系統(tǒng)將產(chǎn)生與用氮?dú)獯祾叩牟煌钠だ醿x真空計(jì)壓力讀數(shù)。由于皮拉尼真空規(guī)傳感器敏感元件在100至150°C的溫度下工作，因此必須注意氣體將可能分解并在傳感器敏感元件上沉積固體物質(zhì)的反應(yīng)性氣體排除在儀表之外。如果出現(xiàn)此類沉積物（或腐蝕性氣體與元素發(fā)生反應(yīng)），皮拉尼真空規(guī)的壓力讀數(shù)的準(zhǔn)確性將降低。

經(jīng)典的皮拉尼真空傳感器工作原理
1.恒定電流通過皮拉尼測(cè)量室中的燈絲。由于該電流，燈絲被加熱并呈現(xiàn)電阻，該熱電阻是使用電橋測(cè)量的。
2.待測(cè)壓力（施加壓力）連接到皮拉尼真空傳感器室。隨著施加壓力的增加，皮拉尼真空計(jì)傳感器周圍的密度發(fā)生變化。由于燈絲周圍密度的這種變化，氣體熱導(dǎo)率的變化導(dǎo)致燈絲的溫度會(huì)發(fā)生變化。
3.當(dāng)燈絲的溫度變化時(shí)，燈絲的電阻也會(huì)發(fā)生變化。
4.采用惠斯通電橋確定燈絲電阻的變化。
5.皮拉尼真空規(guī)燈絲電阻的這種變化成為施加壓力校準(zhǔn)時(shí)的量度和對(duì)應(yīng)比例關(guān)系。

6.越高的壓力?越高的密度?越大的導(dǎo)熱性?較低的燈絲溫度?較少的燈絲電阻。壓力越低?密度越低?熱導(dǎo)率約低?燈絲溫度約高?燈絲電阻越大。

經(jīng)典的皮拉尼真空傳感器的局限性
1.必須經(jīng)常檢查皮拉尼真空傳感器。
2.皮拉尼真空傳感器必須用不同的氣體進(jìn)行校準(zhǔn)。

皮拉尼真空規(guī)的應(yīng)用：用于測(cè)量低真空和超高真空壓力。

新穎的XEN-3920皮拉尼真空傳感器描述

XEN-3920真空傳感器測(cè)量周圍氣體的熱導(dǎo)率?；跉怏w導(dǎo)熱系數(shù)不同的原理，它可用于測(cè)量二元混合物或準(zhǔn)二元混合物中的氣體濃度，其中組分氣體具有不同的導(dǎo)熱系數(shù)。它也可以用作皮拉尼壓力計(jì)來測(cè)量真空系統(tǒng)中的壓力。傳感器芯片由一個(gè)硅邊緣和兩個(gè)氮化硅膜組成。每個(gè)薄膜的中心都有一個(gè)加熱器，熱電堆傳感器元件測(cè)量其溫度。真空傳感器芯片測(cè)量環(huán)境和膜中心之間的熱導(dǎo)率。每個(gè)傳感器敏感芯片含有獨(dú)立的傳感器單元，可以作為備份和冗余使用。 XEN-3920測(cè)量膜中心熱電堆的熱結(jié)（端）和芯片框架上的冷結(jié)（端）之間的熱阻。這是通過使用加熱器電阻器加熱膜的中心來實(shí)現(xiàn)的。由此產(chǎn)生的中心溫度升高由熱電堆測(cè)量。實(shí)際溫度升高取決于膜中心和環(huán)境之間的有效熱阻，這受到環(huán)境氣體熱阻的影響。
標(biāo)準(zhǔn)XEN-3920由帶芯片的TO-5接頭、芯片上的頂部（硅蓋）以降低對(duì)流動(dòng)效應(yīng)的敏感性，以及焊接在TO-5外殼上的帶篩網(wǎng)過濾器的蓋子組成。芯片旁邊是可選的用于環(huán)境溫度測(cè)量的Pt100或Pt1000。

XEN-3920真空傳感器標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)曲線

XEN-3920傳感器的輸出可以使用傳感器的過于簡(jiǎn)化的模型很好地近似?？諝獾臏y(cè)量和計(jì)算曲線如圖1所示。這顯示了熱量轉(zhuǎn)移值，即XEN-3920的熱電堆的輸出電壓Uout除以加熱輸入功率Pin。也可以單獨(dú)使用輸出電壓，盡管這取決于加熱器電壓和電阻，而傳輸主要由幾何形狀決定。

XEN-3920真空傳感器推薦電路

對(duì)于真空測(cè)量，XEN-3920在0 Pa至100 kPa的整個(gè)壓力范圍內(nèi)，不需要消除簡(jiǎn)單的溫度系數(shù)，從純電壓源或電流源偏置，如圖2所示。

新穎的XEN-3920皮拉尼真空傳感器的優(yōu)點(diǎn)
1.它們堅(jiān)固耐用，價(jià)格低廉
2.給出準(zhǔn)確的結(jié)果
3.對(duì)壓力變化反應(yīng)良好。
4.壓力和阻力在使用范圍內(nèi)呈線性關(guān)系。
5.讀數(shù)可以從遠(yuǎn)處進(jìn)行。

XEN-3920皮拉尼真空傳感器絕技術(shù)指標(biāo):
?同一芯片含有2只獨(dú)立的傳感器
?二元和準(zhǔn)二元混合物中氣體的長(zhǎng)期穩(wěn)定分析
?高靈敏度和分辨率
?工作溫度：-250°C至150°C
?濕度：0至95%相對(duì)濕度，不凝結(jié)
?使用Pt100（P2）或Pt1000（P3）元件進(jìn)行溫度測(cè)量
?流量靈敏度可忽略不計(jì) 高分辨率
?同一芯片上進(jìn)行溫度傳感測(cè)量
XEN-3880皮拉尼真空傳感器主要應(yīng)用

• 氣體傳感器和氣體分析儀器
• 使用前級(jí)真空的封閉系統(tǒng)的檢漏半導(dǎo)體設(shè)備
• 真空包裝機(jī)
• 便攜式數(shù)字真空計(jì)
• 小型機(jī)械系統(tǒng)(如泵)以達(dá)到規(guī)定的真空度低成本真空開關(guān)來驗(yàn)證1托以下的真空度