FS16SM-18A是一款由First Sensor(现为TE Connectivity旗下品牌)生产的硅压阻式微型压力传感器,专为中等压力范围内的高精度测量而设计。该传感器采用MEMS(微机电系统)技术制造,具有高灵敏度、长期稳定性和出色的重复性。FS16SM-18A属于表压型传感器,即其测量压力相对于大气压,内置的参考腔与外界大气相通,适用于需要精确感知气体或非腐蚀性液体压力变化的应用场景。该器件封装紧凑,适合在空间受限的环境中安装,并且具备良好的抗振动和抗冲击性能,能够在工业级温度范围内稳定工作。
该传感器输出为模拟信号,通常为毫伏级差分电压输出,输出信号与施加的压力呈线性关系,便于与外部放大电路或模数转换器(ADC)配合使用。其基本结构包含一个硅膜片上的四个压阻元件组成的惠斯通电桥,当受到压力作用时,膜片发生形变,导致电阻值变化,从而产生可测量的电压差。FS16SM-18A的设计注重可靠性和环境适应性,常用于医疗设备、工业控制、环境监测和测试仪器等领域。
类型:表压传感器
测量范围:0 至 18 psi(约 0 至 124 kPa)
输出信号:毫伏级差分输出(典型满量程输出 20–100 mV)
供电电压:5 VDC(推荐)
激励电流:恒流或恒压激励均可
精度:±1.0% FS(含非线性、迟滞和重复性)
工作温度范围:-20°C 至 +85°C
存储温度范围:-40°C 至 +125°C
长期稳定性:≤ ±0.5% FS/年
过载能力:3倍满量程压力无永久性损坏
破裂压力:5倍满量程压力
介质兼容性:干燥、非腐蚀性气体
封装形式:小型化表面贴装或引线封装(具体取决于版本)
响应时间:< 1 ms
零点输出:±2 mV(典型)
满量程输出温漂:±0.03% FS/°C
零点温漂:±0.03% FS/°C
FS16SM-18A压力传感器的核心特性之一是其基于MEMS技术的高精度硅压阻感应元件,该元件通过光刻和蚀刻工艺在单晶硅片上精确制造,确保了高度一致的性能和优异的灵敏度。其惠斯通电桥结构对压力变化极为敏感,能够在0至18 psi范围内提供稳定且可重复的输出信号。该传感器经过工厂校准,具备良好的初始精度,减少了用户端额外校准的需求。此外,其低功耗特性和无需内部放大器的设计使其非常适合电池供电或对功耗敏感的应用。
另一个显著特点是其出色的温度稳定性。尽管压阻式传感器通常受温度影响较大,但FS16SM-18A通过优化的材料选择和结构设计,有效降低了零点和满量程输出的温度漂移。在-20°C至+85°C的工作温度范围内,其温漂指标控制在±0.03% FS/°C以内,确保了在不同环境条件下测量结果的一致性。同时,该传感器具备良好的抗湿性和密封性,防止环境湿度对其内部电路造成影响。
机械结构方面,FS16SM-18A采用坚固的陶瓷或金属基底封装,提供了良好的机械支撑和应力隔离,减少了由于安装应力或外部振动引起的测量误差。其小型化设计不仅节省了PCB空间,还便于集成到紧凑型设备中。传感器的接口简单,仅需连接电源和输出引脚即可工作,适合快速原型开发和批量生产。
在可靠性方面,该器件通过了严格的寿命测试和环境测试,具备高达3倍满量程的过压保护能力和5倍满量程的破裂压力承受能力,显著提升了在异常工况下的安全性。其长期稳定性指标优于±0.5% FS/年,意味着在多年使用后仍能保持较高的测量精度,降低了维护和更换频率。此外,该传感器对非腐蚀性气体具有良好的介质兼容性,广泛适用于空气和其他惰性气体的压力监测。
FS16SM-18A广泛应用于多个对压力测量精度和可靠性要求较高的领域。在医疗设备中,它常用于呼吸机、麻醉机、睡眠监测仪和便携式氧气浓缩器等设备中,用于实时监测患者气道压力或流量控制,其快速响应和高精度特性有助于提升治疗的安全性和有效性。
在工业自动化领域,该传感器可用于过程控制中的气动系统压力监控、过滤器堵塞检测、液位测量(通过气压间接测量)以及真空系统压力反馈。其稳定的输出和宽温度适应性使其在复杂工业环境中表现出色。
此外,FS16SM-18A也适用于环境监测设备,如气象站、空气质量检测仪和HVAC(供暖、通风与空调)系统中的风压差测量。在这些应用中,传感器能够精确捕捉微小的压力变化,帮助系统实现节能运行和高效控制。
在测试与测量仪器方面,该器件被用于压力校准仪、数字压力表和数据采集系统中,作为核心传感单元提供可靠的原始信号。其模拟输出形式便于与各种信号调理电路集成,支持多种系统架构设计。由于其非腐蚀性气体限制,不建议用于液体或高湿度介质直接接触的场合,但在配备适当隔离膜片或干燥通道时仍可扩展应用范围。
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