數(shù)顯真空傳感器通過物理效應(yīng)與電子技術(shù)的深度融合,構(gòu)建了從真空度感知到數(shù)字顯示的完整技術(shù)鏈,其核心流程可分為傳感原理、信號(hào)轉(zhuǎn)換、數(shù)字處理與顯示輸出四個(gè)環(huán)節(jié)。
傳感原理:傳感器通過壓敏元件(如硅膜片或金屬膜片)直接感知真空環(huán)境中的氣體分子碰撞。當(dāng)真空度變化時(shí),膜片因機(jī)械應(yīng)力產(chǎn)生微小形變。例如,在半導(dǎo)體制造中,硅膜片厚度僅10-50微米,可精確捕捉0.1Pa的壓力變化。
信號(hào)轉(zhuǎn)換:膜片形變通過電容式或壓阻式原理轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。電容式傳感器中,形變改變兩極板間距,進(jìn)而改變電容值;壓阻式傳感器則利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng),使形變直接導(dǎo)致電阻變化。以壓阻式為例,其內(nèi)部惠斯登電橋結(jié)構(gòu)可將電阻變化轉(zhuǎn)化為與壓力成正比的電壓信號(hào)。
數(shù)字處理:原始電信號(hào)需經(jīng)多級(jí)處理:首先通過16位ADC進(jìn)行高分辨率采集(分辨率可達(dá)1Pa),再由MCU進(jìn)行非線性修正和溫度補(bǔ)償,消除環(huán)境干擾。例如,在真空冷凍干燥技術(shù)中,傳感器通過算法修正溫度波動(dòng)引起的誤差,確保冰晶升華過程的真空度監(jiān)測(cè)精度達(dá)±0.1%FS。
顯示輸出:處理后的數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)數(shù)顯模塊(如LCD或LED)實(shí)時(shí)顯示真空度值,單位支持kPa、Pa、Torr等多模式切換。部分型號(hào)(如易福門PN7592)還集成圖形化界面,可動(dòng)態(tài)展示壓力曲線,并支持峰值/谷值記錄、報(bào)警閾值設(shè)定等功能。其360°可旋轉(zhuǎn)顯示屏設(shè)計(jì),進(jìn)一步提升了復(fù)雜工況下的操作便利性。
該技術(shù)鏈通過MEMS工藝、智能算法與人性化界面的協(xié)同,實(shí)現(xiàn)了真空度監(jiān)測(cè)的精準(zhǔn)化、實(shí)時(shí)化與可視化,廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體制造、真空鍍膜、醫(yī)療滅菌等領(lǐng)域。