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高温条件下如何保护变送器、传感器电路
2014/8/18 10:46:08
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很多传感器都需要用于在高温条件下，测量高温介质的参数。比如温度传感器经常被用于测量高温介质的温度，有些介质甚至达到600度的高温，在这种高温条件下如何确保温度传感器能够正常工作呢？
耐高温传感器实用化的关键在于传感器自身的技术和从传感器读取信号的技术。这是因为，即使能够在高温600℃环境测量温度，如果读取数据的电路不能工作，也无法使用数据。一般来说，用SiC半导体制造耐高温传感器时，从数据读取电路一方看到的传感器电极电阻会升高。如果把读取电路放在非高温环境下，并利用很长的导线，那么导线的电阻便会影响传感器信号，导致难以准确测量。为了解决这一问题，我们有下面两个方案。一个是利用机械式变频器的方案，就是利用基于MEM加工技术制成的微小机械式开关来构成变频器电路。由于这样的电路不依赖于半导体特性，因此在500℃下也能工作。虽然这样的电路也可以通过SiC晶体管来实现，但目前很难使用比硅晶圆缺陷多的SiC晶圆低成本制造晶体管。另一个方案是使用SiC二极管整流桥，把传感器的电阻调低。虽然很难利用SiC晶圆低成本制造晶体管，但面向功率半导体的SiC二极管已经实现量产，在很多用途中都投入了实用。该方案提出，把基于紫外灯老化试验箱二极管的电阻转换电路设在传感器附近，信号便可通过同轴电缆延长。
传感器在高温下使用最怕的就是对电路有影响，上面的方案可以说是应用最多，但是随着技术的发展，以后可能会有更好的方案，这就需要我们加大在传感器研发上的投入。