Silisium resonanstrykksensorerskiller seg ut innen høy-presisjonsmåling på grunn av deres unike prinsipp for trykk-frekvenskonvertering og egenskapene til silisium-baserte materialer. Sammenlignet med andre typer sensorer (som piezoresistive, kapasitive, piezoelektriske, vibrerende ledninger, etc.), kommer fordelene deres fra forskjellene i tekniske prinsipper og strukturelle design. De spesifikke sammenligningene er som følger:
1. Presisjonsfordeler på prinsippnivå
Trykk-frekvenskonvertering med iboende støymotstand: Send ut digitale signaler (frekvensmengder) direkte gjennom frekvensendringene til silisiumresonansstrukturen, og unngår analoge-til-digitale konverteringsfeil, signalforsterkningsstøy og lang-trådoverføringstap av tradisjonelle piezoresistive signalendringer (cap piezoresist) (cap piezoresist) sensorer. Frekvenssignalet har ekstremt sterk elektromagnetisk interferensmotstand (som motstand mot radiofrekvensinterferens på 100V/m), og nøyaktigheten kan nå 0,01%FS (mens piezoresistive sensorer typisk har en nøyaktighet på 0,1%FS til 0,5%FS).
Utmerket linearitet og repeterbarhet: Stress-frekvensresponslineariteten til silisiumresonansstrukturen er større enn 0,9999, og den ikke-lineære feilen er mindre enn 0,01%FS, langt bedre enn kapasitive sensorer (med en ikke-lineær feil på omtrent 0,1%FS) og postkorrigerende sensorer{4}og piezoresichistca{4} ikke-linearitet).
2. Material- og strukturstabilitet
Temperaturegenskaper for silisium-baserte materialer: Termisk ekspansjonskoeffisient for silisium er ekstremt lav (2,6×10⁻⁶/grad), og elastisitetsmodulen endres lite med temperaturen (endringen innenfor området -50 grader til +125 grader er mindre enn 5 %). Med utformingen av symmetriske doble resonatorer (temperaturdifferensialkompensasjon) kan temperaturfølsomheten reduseres til 1×10⁻⁶/grad, noe som muliggjør høypresisjonskompensasjon uten behov for ekstra temperatursensorer (temperaturdriften til piezoresistive sensorer er vanligvis større enn 100×10⁻⁶/grad).
Fast-tilstand uten bevegelige deler: Den integrerte resonansstråle/membranstrukturen produsert av MEMS-teknologi har ingen problemer med mekanisk kontakt eller aldring av tetninger. Den årlige drifthastigheten er mindre enn 0,01 %FS (den årlige driften for sensorer med vibrerende tråd er omtrent 0,05 %FS, og den for kapasitive sensorer er enda høyere), noe som gjør den egnet for langsiktig-stabil overvåking (for eksempel må luftfartens atmosfæriske datasystem fungere pålitelig i flere tiår).
3. Digital utgang og intelligente egenskaper
Direkte digital signalutgang: Frekvenssignalet kan samles direkte av mikroprosessoren uten behov for komplekse signalbehandlingskretser, noe som forenkler systemdesignet og reduserer risikoen for støyinnføring (i motsetning til dette krever piezoresistive sensorer tilpasning til ADC-kretser og er sårbare for strømforsyningsstøy).
På-brikkeselv-kalibreringsevne: Den innebygde-MCU eller ASIC kan oppnå kraft-på egen-selvkontroll og periodisk selv-kalibrering (som å sammenligne med kvartsreferansefrekvensen), automatisk korrigere langtids-avdrift uten behov for manuell kalibrering uten behov (vanlig manuell kalibrering).
4. Dynamisk respons og oppløsning
Høy Q-verdi og høy oppløsning: Vakuumpakking (atmosfærisk trykk < 10⁻³Pa) gir resonatoren en kvalitetsfaktor Q > 10 000, og trykkoppløsningen kan nå 0,001hPa (0,1Pa), som er egnet for å måle små trykkendringer (som for eksempel å detektere den vertikale høyden til atmosfæren med en langt over piezo-sensoren og en Pah-sensor som langt overgår) kapasitive sensorer (med en oppløsning på ca. 0,1hPa).
Bredt dynamisk område: Gjennom strukturell design kan den dekke området fra mikro-trykk (0~1kPa) til middels-høyt trykk (0~10MPa), og opprettholde høy presisjon innenfor hele området (for tradisjonelle sensorer, jo bredere rekkevidde, desto tydeligere er reduksjonen i nøyaktighet).
Kjernefordelene med silisiumresonanstrykksensorer ligger i "høy presisjon, høy stabilitet og digitale egenskaper". Teknisk sett er essensen å konvertere trykkmålingsfeilen fra "feil i den fler-lenkede analoge signalkjeden" til "feil i enkeltfrekvensmåling" gjennom den "silisium-baserte resonansstrukturen + trykk-frekvenskonverteringen", og oppnå feilundertrykkelse gjennom optimalisering av hele koblingen av materialer, strukturer.