Aperçu de la technologie des capteurs de pression

La cellule de mesure céramique-capacitive consiste en un corps de base, deux couches de condensateur, une brasure de verre et une membrane.
Les couches de condensateur sur le corps de base et la membrane sont comparables à un condensateur à lames et forment un condensateur de mesure et de référence. Lorsqu’une pression est appliquée, la distance entre la membrane et le corps de base se modifie, ce qui change la capacité entre les électrodes. Cette modification de capacité est évaluée puis traitée en signal courant dans l’industrie.

Caractéristiques :

• Plages de pression de 100 mbar à 600 bar, vide jusqu’à -1 bar
• Extrêmement robuste, haute tenue en pression et pression d’éclatement
• Fonctionnement sans dérives pour plus de 100 millions de cycles de pression
• Grande stabilité à long terme et répétabilité
• Cellule de mesure sèche sans liquide de remplissage

Avantages:

• La céramique ne vieillit pas et ne se fatigue pas (stabilité à long terme)
• Bonne tenue aux pics de pression dynamiques et à la cavitation
• Influence minimale de la température sur la cellule de mesure céramique
• Haute résistance chimique
• Une électrode de masse (corps de base) protège la membrane en cas de surpression

Inconvénients:

• Un joint en élastomère est nécessaire – utilisation uniquement dans des applications de gaz avec une pression de moins de 25bar
• Installation structurellement complexe de la cellule de mesure dans le capteur, d’où boîtier volumineux et coûts plus élevés

Dans ces cellules de mesure, des jauges de contrainte sous forme de résistances sont installées au dos de la membrane en inox et connectées à un pont de Wheatstone. La technologie employée pour cela est celle de la couche épaisse ou du film fin. Lorsque la cellule de mesure est pressurisée, la membrane se déforme. Cela modifie proportionnellement le signal de sortie du circuit à pont, ce qui est détecté par l’électronique et converti en un signal de sortie courant dans l’industrie.

Caractéristiques :

• Plage de pression de 6 à 600 bar
• Convient à des gaz jusqu’à 600 bar
• Grande stabilité à long terme

Avantages:

• Dimensions réduites, cote sur plat de 19 ou 22 mm
• Concept sans joint, cellule de mesure soudée dans le raccord process
• Haute pression d’éclatement
• Optimale pour les grandes quantités

Inconvénients:

• Résistance à la surcharge inférieure à celle des cellules de mesure céramiques-capacitives
  ⇒ Un élément d’amortissement est fortement recommandé dans les applications avec pression dynamique et cavitation

Ces cellules de mesure utilisent la piézorésistance. La piézorésistance est le changement de résistance électrique d’un matériau dû à la pression ou à la tension. Ce changement de résistance est détecté avec un circuit de pont et converti en un signal de sortie courant dans l’industrie. La cellule de mesure silicium piézorésistive est placée sur un circuit imprimé qui, grâce à un revêtement, présente une résistance universelle aux fluides (air pollué, huile, eau, lubrifiant, etc.).

Caractéristiques :

• Convient aux capteurs pneumatiques
• Mesure de pression différentielle possible

Avantages:

• Prix avantageux
• Petit élément de mesure

Inconvénients:

• Pas de résistance en milieux agressifs sans action supplémentaire