从芯片到系统

精确测量压力大小是许多工业过程自动化的先决条件，尤其是在工业4.0概念引入后，其重要性更加突出。与此同时，业界对压力传感器的需求不断上升，尤其是在汽车行业。单个传动系统需要多达20个压力传感器，包括内燃机和排气系统，以最大限度减少燃料消耗，同时满足日益严苛的排放要求。

TDK集团是压力传感解决方案的领先供应商。无论是小型传感器芯片（元件）的研发制造，还是封装型应用压力变送器和定制压力变送器（系统），TDK集团可提供各种基于压阻原理的压力传感器元件。这些元件精度高，其物理原理为：在宽泛的工作范围内，不同压力会在线性压阻材料（硅）上产生相应的阻值变化。

为实现此目的，小型传感器芯片包含了四个集成在弯曲薄片上的压电阻片，后者采用惠斯通电桥连接方式，输出与压力成正比的模拟电压。TDK集团能可提供尺寸仅为0.65 x 0.65 mm的微小元件，或厚度仅为0.24 mm的超薄元件。

图 1:

最新一代的爱普科斯 (EPCOS) 压力传感器元件，其尺寸仅为0.65 x 0.65 mm，适用于0至10 bar的绝压测量。

为实现最佳的机械稳定性，芯片通常安装在玻璃基板上，可用于测量绝压和差压，具体视型号而定。作为元件设计的附加选项，玻璃基板背面的金属化焊接方式有助于元件更好地粘合到衬底或实现元件背面钝化。此外，由于采用了改进的腐蚀保护措施，接合焊盘上还可镀金。

汽车应用领域的不二之选

基于传感器元件（芯片），压力变送器（系统）在制造时采用了ASIC执行校准和信号调制。在工业应用中，这种方式支持典型的0.5 V至4.5 V电压或4 mA至20 mA电流输出信号。同理，SENT（单边半字节传输协议）数字接口还能集成到汽车应用领域中，比如TDK MiniCell®系列压力变送器。特别是在汽车领域，压力传感器必须能耐受废气或燃料等腐蚀性介质。因此，MiniCell系列专门设计了不锈钢膜，为电子元器件和敏感元件提供保护。压力通过膜与芯片之间所填充的油介质传递。得益于其出色的金属封装外壳，这些MiniCell变送器在EMI屏蔽方面相当出色。

图 2:

MiniCell®压力变送器用于差压测量。 该系列非常坚固，具有耐腐蚀性气体的特性。

TDK集团可提供通用型和定制型传感器系统，这些系统采用特殊塑料外壳，以及适用于不同压力和数据线的端子配置，广泛用于各种应用，比如柴油微粒过滤器监测。在工作过程中，烟尘颗粒的累积会堵塞过滤器，从而导致废气压力升高，此时压力传感器会检测这一现象，并实时启动过滤器再生。随后通过短暂升温和持续供氧，颗粒过滤器就能被清洁。TDK集团还专门研发了用于监测和控制燃油箱压力的耐油污的压力传感器。它们可测量燃油管路压力，以实现燃油泵的最佳节能控制。

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