148

148 6. Pomiary ciinienia

Przetworniki proponowane przez zachodnich dostawców charakteryzują się dla podobnych konstrukcji napięciem zerowym < 5 mV oraz błędem nieliniowości < 0,2%. Współczynnik temperaturowy czułości jest rzędu ± 0,15%/K, a współczynnik napięcia zerowego jest rzędu 0,02%/K.

Kolejnym etapem rozwoju przetworników piezorezystancyjnych jest ich integracja z układami wzmacniającymi, wykonanymi na tej samej płytce krzemu, na której wykonano piezorezystory. Piezorczystory oraz układy elektroniczne wykonywane są wtedy w tym samym cyklu produkcyjnym. Przykładem takiego rozwiązania jest układ przedstawiony na rys. 6.9.a, w którym piezorezystory tworzą mostek oznaczony Ri ... /?<, a napięcie przekątnej pomiarowej doprowadzone jest do baz tranzystorów wzmacniacza różnicowego. Potencjometr w obwodzie kolektorów pozwala na korekcję napięcia zerowego, dzięki czemu charakterystyki przetwornika zaczynają się od zera (rys. 6.9.c). Na rys. 6.9.b, d przedstawione jest rozłożenie warstw odpowiednio domieszkowanych, tworzących tranzystory oraz piezorczystory. Zintegrowane przetworniki ciśnienia są produkowane przez prawie wszystkie najważniejsze firmy światowe. Stanowią dzisiaj grupę powszechnie dostępnych, miniaturowych czujników adresowanych do różnych zastosowań. Mają jednak istotne ograniczenie - dopuszczalny zakres temperatury pracy do ok. 150°C. Ograniczenia tego nie posiadają przetworniki z membraną ceramiczną.

6.3.6. PRZETWORNIKI CIŚNIENIA Z MEMBRANĄ CERAMICZNĄ

Na rys. 6.10 przedstawiono schematycznie podstawowe elementy przetwornika, w którym membrana krzemowa zastąpiona została ceramiczną. Rezystory są wykonane jako cienkowarstwowe - techniką napylenia. Wykonywane są najczęściej z chromonikieliny (NiCr) lub azotku tantalu (TaN). Efekt zmiany rezystancji występuje w rezystorach napylonych na ceramikę w analogiczny sposób jak w przypadku tensometrów - główny „udział” w zmianie rezystancji