Strumenti di misurazione della pressione piezoresistivi di produzione svizzera

La versatilità della cella di misura della pressione isolata

Per la misurazione elettronica della pressione è necessario che un sensore registri la pressione da misurare e la converta in un segnale elettrico. I segnali di uscita grandi, il processo produttivo affermato e la lunga esperienza hanno fatto sì che la tecnologia piezoresistiva si affermasse nella tecnologia di misurazione della pressione.

Il cuore della misurazione resistiva della pressione è una resistenza elettrica il cui valore varia in funzione della pressione da misurare. Le resistenze di misura sono integrate in una membrana sensibile alla pressione e, a seconda dell’intensità della pressione, si dilatano (la resistenza elettrica aumenta) oppure si comprimono (la resistenza elettrica diminuisce). Quanto più è elevata la pressione, tanto più intensamente si deforma la membrana, per cui l’entità della variazione della resistenza dipende in modo diretto dalla pressione. Inoltre in una resistenza piezoresistiva, la tensione meccanica che si presenta in caso di dilatazione o compressione provoca anche una variazione della conduttività elettrica. Questo effetto piezoresistivo si basa sugli spostamenti delle posizioni degli atomi che si ripercuotono direttamente sul trasporto di carica elettrica. La variazione della resistenza dovuta alla variazione della conduttività elettrica può essere notevolmente superiore a quella dovuta alla pura deformazione.

La materia prima per un chip del sensore piezoresistivo è una piastra di silicio cristallino, con uno spessore inferiore a un millimetro, vale a dire un cosiddetto wafer. In posizioni definite della sua superficie vengono inseriti in modo mirato degli atomi estranei. Queste regioni drogate del silicio costituiscono le resistenze piezoresistive. In una fase successiva, il wafer viene assottigliato localmente in modo che le membrane si sviluppino direttamente nel silicio. Quando la membrana viene deformata, il valore della resistenza diminuisce o aumenta a seconda della posizione. Infine, il lato posteriore del silicio viene unito saldamente a un vetro. Per i sensori della pressione assoluta questa operazione crea uno spazio di riferimento sotto vuoto chiuso. Per la misurazione della pressione relativa, nel vetro sul lato posteriore viene praticato un foro di riferimento.

Al fine di isolare rispetto al mezzo da misurare i chip del sensore, questi sono montati a tenuta di pressione in un alloggiamento metallico, riempito di olio e chiuso sul lato frontale con una membrana sottile. Attraverso questa membrana e l’olio, in qualità di mezzo di trasferimento, la pressione agisce quindi sul chip del sensore.

La cella di misurazione della pressione isolata spicca per la sua versatilità: è compatibile con i mezzi più diversi, persino aggressivi, e compre ampi intervalli di pressione. La cella di misurazione della pressione piezoresistiva isolata combina la versatilità di queste possibilità di utilizzo e i vantaggi della tecnologia piezoresistiva: nessuna manifestazione di fatica, neanche dopo molti cicli di pressione, stabilità a lungo termine eccellente e assenza di isteresi. Infine, anche la costruzione individuale dell’alloggiamento permette una grande flessibilità per le applicazioni più diverse, anche in ambienti critici.

Prezzi competitivi grazie a un elevato livello di produzione

Con i più moderni processi di produzione automatizzati, vengono fabbricati, in oltre 35 isole di produzione altamente specializzate, sia sensori OEM industriali in grandi serie sia forme costruttive speciali in un numero limitato di pezzi. È così che ogni anno vengono fabbricati più di un milione di trasduttori di pressione e trasmettitori di pressione. Nonostante i complessi processi produttivi e gli elevati requisiti qualitativi, la produzione di un numero elevato di pezzi consente di praticare prezzi competitivi in Svizzera.

Soluzioni specifiche e su misura per i clienti

L’elevato grado di integrazione verticale e la struttura modulare del prodotto rendono possibile realizzare modifiche specifiche per il singolo cliente anche per le piccole serie senza che i costi esplodano.
Tutti i prodotti sono disponibili in diversi livelli di realizzazione e offrono una grande flessibilità per clienti OEM. Per determinate applicazioni occorrono nuovi sviluppi, ritagliati su misura per la successiva funzione e il luogo di installazione.