Miniaturisierter Drucksensor im IC-Gehäuse mit Analogausgang und I ²C-Bus Interface

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Mit der neuen Serie SM5822 und SM5872 stellt die Firma AMSYS ( www.amsys.de) betriebsbereite Drucksensoren der SMI Inc. vor, die weitgehend einsetzbar und als SMD-Bauteil Reflow-fähig sind. Diese Sensoren in der IC- Bauform SO16 (w), enthalten einen komplexen CMOS-Siliziumchip, auf dem sowohl die Druckmesszelle als auch die gesamte Auswerteelektronik monolithisch integriert wurden. Die innovative Kombination von Mikrostrukturtechnik und Mikroelektronik auf einem Siliziumchip ermöglicht die elektronische Kalibration der Ausgangswerte und die notwendige Störgrößenkompensation während der Herstellung, so dass der Anwender beim Einbau keine weiteren Arbeitsschritte am Sensor selbst vornehmen muss.

Die neue Serie sind echte Ready-To-Use-Produkte und bieten einen weiten Leistungsumfang, der nur aufgrund modernster Halbleitertechnik erreicht werden konnte. Dazu gehören:

• Verstärkte ratiometrische Ausgangsspannung von 0,5 bis 4,5Volt @5Volt
• Digitale I2C-Bus Schnittstelle
• Verschiedene Druckbereiche zwischen: 0 - 40 mbar und 0 - 7 bar
• Temperaturbereich: - 40…125°C
• Druckvarianten: Absolut- Relativ- und Differenzdruck

Das Alleinstellungsmerkmal bei den neuen Drucksensoren ist die Möglichkeit, den Differenzdruck auf zwei verschiedene Arten zu messen. Einerseits kann der Differenzdruck (wenn gilt: P1/P2 >1) mit einer Ausgangsspannung ΔVout = 4 Volt gemessen werden; andererseits lässt sich ein Differenzdruck mit P1/P2 größer oder kleiner 1 mit einem Signal von 2,5 ± 2Volt erfassen. Damit können Unter- und Überdruck mit dem gleichen Sensor gemessen werden.

Die Korrekturdaten für Nullpunkt, Spanne und deren Temperaturdrift (TKN und TKS) werden beim Hersteller bereits unter Druck und Temperatur individuell für jeden Sensor am Ende der Fertigung ermittelt und in dem internen EEPROM gespeichert. Mit Hilfe dieser Daten werden Störgrößen wie Temperaturabhängigkeit, Montageeinflüsse und Produktionstoleranzen mit Hilfe eines integrierten Algorithmus korrigiert, so dass ein fehlerbereinigtes Ausgangssignal zu Verfügung steht. Für den Einsatz der neuen Sensoren benötigt man daher weder eine externe Elektronik noch muss zusätzlicher Programmieraufwand betrieben werden. Im Temperaturbereich von 0 bis 70°C wird vom Hersteller für die neue Produktlinie eine Genauigkeit von 1% angegeben.

Mit der Entwicklung der Serie SM5822 und SM5872 eröffnen sich dem Anwender erweiterte Möglichkeiten, minia-turisierte Drucksensoren ohne schwierige Montageanforderungen oder nachträgliche Abgleichprozeduren in seinen Anwendungen zu benutzen.

Die konsequente Integration in Silizium und das Assembling auf einer IC-Linie ermöglichen einen attraktiven Stückpreis, der die Sensoren auch für den Bereich der großvolumigen Anwendungen äußerst interessant macht.