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Drucksensordie SM95G

Das biegesteife Zentrum des MEMS

29. März 2021, 07:23 Uhr   |  Amsys

Das biegesteife Zentrum des MEMS
© Amsys

Niedrigdruckdie SM95G

Durch zusätzliche Ätzung gelingt es, Membran im Zentrum flächig zu verstärken

Zur Druckmessung in Geräten mit hohen Stückzahlen bieten sich Druckdies an, die noch besser als die kompakten SOIC-Sensoren in den zur Verfügung stehenden Bauraum eingepasst werden können. Für diese Anwender bietet AMSYS neben fertig kalibrierten Sensoren auch die reinen Mikromechanische Druckmesszellen auf Siliziumbasis (MEMS). Die MEMS haben die mechanischen Messaufnehmer mit elastischen Membranen verdrängt und sich zum Beispiel in der Belüftungstechnik (HVAC) sowie in der Medizin- als auch Automobiltechnik millionenfach bewährt.

Amsys vertreibt seit über 20 Jahren Druckmesszellen von Silicon Microstructures, Inc. (SMI). Dabei wird die komplette Palette für alle Druckarten und -bereiche angeboten. Es wird unterschieden in Differenz-/Relativdruck- und Absolutdruckmesszellen, letztere auch für raue Einsatzbedingungen. Hier ist insbesondere der SM97A als Nachfolger des SM98A für 10 und 20 bar zu nennen. 

Drucksensordie SM95G für niedrigste Drücke

Niedrigste Differenzdrücke von unter 0,15 psi bis 1,5 psi (10 mbar – 100 mbar) können dagegen mit dem SM95G gemessen werden. Diese Niederdruckmesszellen haben zur Erhöhung der Sensitivität ein biegesteifes Membranzentrum durch Mikrostrukturierung der Messzelle eingearbeitet. Durch eine zusätzliche Maskierung und Ätzung am Ende des Herstellungsprozesses gelingt es, die Membran auf der Rückseite reliefartig zu strukturieren und im Zentrum flächig zu verstärken. Die Membranrückseite erhält hierdurch eine symmetrische Flächenverdickung. Die lateralen Abmessungen, die Dicke und die Ebenheit dieser Verdickung sind kritische Größen, die aufwendig kontrolliert und optimiert werden müssen. 

Durch dieses biegesteife Zentrum erreicht man bei Druckbeaufschlagung eine stärkere Membrandurchbiegung in den Randbereichen. Zusammen mit angepassten Positionen der Piezowiderstände weist der SM95G ein Maximum an Sensitivität von bis zu 300 mV/psi bei höchster Linearität (±0,1%) auf.

Das Angebot von Messzellen bei AMSYS wird komplettiert durch die Differenzdruckdies SM30D (Nachfolger des SM30G) und SM30G-Pt für mittlere Drücke zwischen 5 und 30 psi (350 mbar bzw. 2 bar) sowie den ultrakompakten Absolutdruckdie SM5108E für 30, 60 und 100 psi (2, 4 und 7 bar).

(me)
 

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