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Differenzdrucksensoren

Präzise über den gesamten Messbereich durch zwei Sensorelemente

15. Januar 2021, 11:10 Uhr   |  Markus Haller

Präzise über den gesamten Messbereich durch zwei Sensorelemente
© First Sensor

Differenzdrucksensor LHD Ultra von First Sensor.

LHD-Ultra-Sensoren messen präzise am unteren und am oberen Ende eines weiten Messbereichs von 0 bis 5000 Pa. Dafür wurden zwei Sensorelemente ins trotzdem nur 7,4 Millimeter flache Gehäuse integriert.

Die LHD-Ultra-Sensoren werden von First Sensor entwickelt und produziert. Ausgelegt wurden sie als 2-in-1-Differenzdrucksensor mit einem Sensorelement, das auf den unteren Teil des Messbereichs kalibriert ist und eins für den oberen Teil. Über den vollen Messbereich wird eine Gesamtgenauigkeit von (typ.) 1,5 Prozent des gemessenen Wertes erreicht – über die volle Bandbreite von ein bis einhundert Prozent des Skalenwertes. In der Regel arbeiten Differenzdrucksensoren lediglich an einem Ende des Messbereiches präzise, sodass der Entwickler sich entweder auf einen Messbereich festlegen muss oder einen zweiten Sensor in seine Anwendung integriert. Die LHD-Ultra-Sensoren liefern zwei Sensorelemente in einem 7,4 Millimeter flachen Gehäuse.

Messbereich bis 5.000 Pa

Verfügbar sind drei Modelle, die sich in der Weite des Messbereichs unterscheiden: Von 0 bis 1.250 Pa, von 0 bis 2.500 Pa und von 0 bis 5.000 Pa. Gegenüber der Vorgänger-Serie hat sich die Messbereichsweite um den Faktor 50 erhöht. Die Auflösungsgrenze liegt bei rund 0,05 Pa. Die analogen Signale der beiden Sensorelemente werden von zwei 16-Bit-A/D-Umsetzern gewandelt und in einem zentralen 24-Bit-MCU verarbeitet. Die Messdaten werden mit Echtzeit-Offset-Kompensationsalgorithmen und Linearisierungstechniken verarbeitet und über einen I²C- oder einen SPI-Ausgang ausgegeben. Die Umrechnung in Pa-Werte erfordert vom Anwender einen zusätzlichen Rechenschritt.

Die beiden Druckanschlüsse sind vertikal zur Sensor-Ebene angeordnet und eignen sich für die Montage in Mehrfach-Verteilern (Manifolds), die zur Dosierung und Lenkung von kleinen Flüssigkeitsmengen häufig im Labor und für Medizintechnik genutzt werden.

Robust gegen Staub

Die LHD-Ultra-Serie arbeitet auf Basis thermischer Mikroströmungsmessung. Der Mikroströmungskanal und das thermische MEMS-Sensorelement sind direkt auf einem Si-Chip integriert. Der Sensor-Aufbau erzeugt eine hohe Strömungsimpedanz und eine geringe Durchflussleckage und ist robust gegen Staub und Feuchtigkeit. Auch wenn bei einer Anwendung lange Schlauchverbindungen unvermeidlich sind, entsteht dadurch keine Beeinträchtigung des Sensor-Ansprechverhaltens oder der Genauigkeit.

Der Sensor ist für die Integration in industrielle und medizintechnische Anwendungen ausgelegt, wie Beatmungsgeräte, Klimaanlagen oder zur Detektion von Gasleckagen. Er hat es auch unter die Nominierten der Elektronik-Leserwahl »Produkte des Jahres 2021« in der Rubrik Messtechnik und Sensorik geschafft, für die Sie noch bis zum 1. Februar abstimmen können.

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