Metody badań właściwości dynamicznych piezorezystancyjnych czujników ciśnienia o małych zakresach

• Autorzy: Urzędniczok H. , Zakrzewski J.

Warianty tytułu

EN

Methods for dynamic properties investigation of the low range piezoresistive pressure sensors

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Konwencjonalne, względnie tanie, mikroelektroniczne czujniki ciśnienia nie wykazują na ogół dobrych właściwości dynamicznych. Analiza możliwości stosowania takich czujników w pomiarach dynamicznych wymaga znajomości ich charakterystyk częstotliwościowych. Istnieje zatem potrzeba opracowania prostych metod wyznaczania takich charakterystyk. W artykule opisano cztery metody wyznaczania charakterystyk częstotliwościowych mikroelektronicznych czujników ciśnienia o niskich zakresach. Dwie z nich bazują na generacji akustycznego sygnału harmonicznego. Są to metoda fali stojącej i metoda fali bieżącej. Dwie pozostałe oparte są na analizie przebiegów czasowych odpowiedzi czujnika na skokową zmianę ciśnienia i impuls ciśnienia. Opisano przykłady praktycznej realizacji takich metod, uzyskane wyniki, a także przedyskutowano ich zalety i wady.

EN

The principles and practical realization of four methods for measurement of microelectronic pressure sensor frequency response are presented. Two of them, the standing wave and moving wave method, are based on harmonic pressure signal generation, and the other two (the step and the pulse method) are based on time response analysis. The results of examination are presented and properties, advantages and disadvantages of all methods are discussed.

Słowa kluczowe

PL

czujnik ciśnienia; czujnik piezorezystancyjny; właściwości dynamiczne; badania

EN

pressure sensor; piezoresistive sensor; dynamic properties; investigation

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Śląska
• Rocznik: 2004
• Tom: z. 190
• Strony: 115--132
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz.

Twórcy

autor

Urzędniczok H.

• Instytut Metrologii i Automatyki Elektrotechnicznej Politechnika Śląska, 44-100 Gliwice, ul. Akademicka 10, tel. [phone]

autor

Zakrzewski J.

• Instytut Metrologii i Automatyki Elektrotechnicznej Politechnika Śląska, 44-100 Gliwice, ul. Akademicka 10, tel. [phone]

Bibliografia

• 1. Cieplucha J., Horodko L., Kazimierski Z.: Reconstructing of the Oscillating Pressure signals. Proc. of the XVIIMEKO World Congress, Vienna 2000, vol.III.
• 2. J. Horodko L.: Analiza oscylacyjnego przepływu w pneumatycznych liniach sygnałowych. Mat Konf. MWK’97, s. 245-249.
• 3. Ciepłucha J. Horodko L.: Pomiary nieustalonego ciśnienia strugi gazu. Mat. Kraj. Kongresu Metrologii, Gdańsk 1998.
• 4. Farre R., Peslin R., Navajas D., Gallina C., Suki B.: Analysis of the dynamie characteristic of pressure transducers for studying respiratory mechanic at high frequencies. Eur. Respir. Rev., 1991, 1, Rev. 3, s. 146-150.
• 5. Figliola R. S., Beasley D. E.: Theory and design for mechanical measurements. John Wiley & Sons, New York, 1991, s. 352.
• 6. Piezoresistive Pressure Transducers. Instruction Manual. Wyd. Endevco, IM8500 revision B, 1997.
• 7. Urzędniczok H., Zakrzewski J.: Experimental verification of pressure sensors dynamic models. Proc. of 4-th Int. Conference “Measurement 2003”. Smolenice 2003. s. 487 - 490.
• 8. Urzędniczok H., Zakrzewski J.: Korekcja właściwości dynamicznych piezoelektrycznych czujników ciśnienia. Pomiary Automatyka Kontrola, nr 6, 2004 s. 27-31.
• 9. Bean V. E.: Dynamie pressure metrology. Metrologia, 1993/94, vol. 30, pp-737-741.
• 10. Lally J., Cumiskey D.: Dynamie Pressure Calibration. Sensors Online, April 2003, www.sensorsmag.com/articels/0403/15/pf_main.shtml
• 11. Schweppe J. L., Eichberger L. C., Muster D. F., Michaels E. L., Paskusz G. F.: Methods for the Dynamie Calibration of Pressure Transducers. National Bureau od Standards, Monograph 67, December 1963.
• 12. Kobata T., Ooiwa A.: Method of evaluating frequency characteristics ofpressure transducers using newly developed dynamic pressure generator. Sensors and Actuators A 2000, vol. 79, s. 97-101, 122-127.
• 13. Glass I. I., Martin W., Patterson G. N.: A Theoretical and Experimental Study of the Shock Tube. UTIA Report No. 2, Institute of Aerophysics, University of Toronto, November 1953.
• 14. Lokar Ł, Smercnimk A., Bajsic L; Generating dynamic pressure with loudspeakers. Proc. of XVI IMEKO Congress, Vienna 2000.
• 15. Zakrzewski J., Wróbel K.: Dynamic calibration of low range silicon pressure sensors. IEEE Trans, on Instrumentation and Measurement, vol.52. Feb.2003, s. 493-496.
• 16. Hagel R., Zakrzewski J.: Miernictwo dynamiczne. WNT, Warszawa 1984.
• 17. Urzędniczok H., Zakrzewski J.: Pressure pulse generating system for dynamic calibration of silicm low range pressure sensors. Proc. of XVII IMEKO World Congress, Dubrovnik 2003.
• 18. Załoga J.: Stanowisko do badania właściwości dynamicznych manometrów piezorezystancyjnych. Praca dyplomowa magisterska, Politechnika Śląska, Wydział Elektryczny, spec. Automatyla i Metrologia. 2002, promotor prof. J. Zakrzewski.