Silisiumresonanstrykksensorer skiller 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 med tradisjonelle (voltagecaps)-signaler (voltagecaps) endringer) 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: Spennings-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){4}resonans-{4-hhhhhhhhh. for å korrigere ikke-linearitet).
2.Material- og strukturstabilitet
٭ Temperaturkarakteristikker 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 ledninger 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 strøm-på egen-sjekk og periodisk selv-kalibrering (som å sammenligne med kvartsreferansefrekvensen), automatisk korrigering av langtids-avdrift fra sensorer uten behov for manuell kalibrering uten behov.
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 måling av små trykkendringer (som f.eks. detektering av den vertikale oppløsningen til en sensor som langt overgår atmosfæren) 1hPa) og 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 multi-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.