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传感器的问题解决方案传感器用于极端条件下，尽管环境恶劣，但它们的任务是精确测量。一般来说，严酷的条件包括极端的温度，压力，冲击，辐射以及化学腐蚀性液体和气体的存在。在这些不友好的条件下，主要目标和挑战是将传感器关闭足以达到高度准确性和可靠性。其他关键考虑因素是传感器的材料，每个传感器可以运行的温度，压力或冲击范围，以及由于极端暴露而存在的故障率。与更加良性设置的传感器相比，这些传感器在更换，维护和系统停机方面具有很高的潜在成本。关键问题是传感器如何保护，因为它们更接近于要衡量的目标？通常它是密封包装，使传感器能够应对恶劣的条件。例如，美国传感器的NTC热敏电阻（图1）采用径向引线和玻璃封装，可提供长期可靠性和快速响应时间。密封结构使其能够承受高达300°C的恶劣条件。这些传感器设计用于工业，消费，HVAC和电信应用。图1：美国传感器的NTC热敏电阻采用密封，可承受恶劣环境条件和温度达到300°C。采用坚固传感器的其他常规恶劣环境应用包括地热，石油和天然气，飞机和汽车发动机，军事/航空航天，食品和饮料以及工业用途。对于大多数这些应用，我们看到高温和低温，以及腐蚀性和化学试剂。由于这些极端情况，昂贵且持续的检查，维护和评估是常态。今天的传感器提供了比以往更强大的监测，测量和评估诊断功能。霍尼韦尔的工业VRS磁性速度传感器就是高分辨率，高温和危险应用传感器的一个例子（图2）。图2 ：霍尼韦尔的高输出工业VRS磁性速度传感器。这些传感器可用于各种应用，包括恶劣条件。它们在中低速负载下以中低速运行时性能最佳。当传感器暴露于流体，润滑剂或其他不利的环境条件时，可以使用前端密封版本。简单，坚固的设备不需要外部电压即可运行。传感器中的永磁体建立固定磁场。传感器极点附近的黑色金属靶的通过改变了磁场的磁通线，动态地改变了它的强度。潜在的应用包括：发动机转速（钻头，磨床，车床和自动螺丝机的电机转速测量电机转速测量飞机，汽车，船舶，公共汽车，卡车和轨道车辆的每分钟转数精密相机，录音带和电影设备食品，纺织，造纸，木工，印刷，烟草和制药工业机械的过程速度测量泵，鼓风机的速度测量涡轮流量计上的流量测量汽车和机车的车轮滑移测量齿轮速度测量从喷气发动机到食物冲洗不仅温度和腐蚀剂，而且冲击，振动和EMI/EMP干扰都需要新型的坚固传感器和新材料来制造它们。例如，在喷气发动机测试中，压力传感器必须精确地测量发动机燃烧室内的压力。新的碳化硅（SiC）压力传感器可以插入到感应环境附近，消除了准确性和信息丢失的挑战。 SiC是一种高带隙半导体材料，具有良好的机械强度，高导热性，高熔点和在腐蚀性环境中暴露的高惰性。采用SiC制造的器件更坚固耐用，与硅同类产品相比，可以在更高的温度和更恶劣的环境中工作。它们在MEMS中的应用非常有希望构建物理和化学传感器。基于受NASA影响的技术，基于SiC的压力传感器可在600°C下运行超过130小时。令人惊讶的是，传感器通常不如前代产品复杂，从而降低了性能故障，降低了制造成本，降低了系统维护需求。恶劣环境传感器的设计旨在满足特定的最终使用条件。例如，在食品和饮料制造中需要高压传感器，其中使用热水或清洁化学品在高压下进行高温冲洗。在这种环境中，不锈钢优于其他可随时间生锈或降解的材料。同样的行业需要宽温度范围，因为它可以在极端寒冷和炎热的环境中使用，传感器需要在-60°C和260°C的温度范围内工作。OP800SL系列设备TT Electronics/Optek Technologies（图3）由安装在密封封装中的NPN硅光电晶体管组成。 TO-18封装具有高功耗和出色的恶劣环境操作。图3：TT Electronics/Optek Technologies的OP800SL NPN硅光电晶体管。功能包括各种灵敏度范围，增强的温度范围和TO-18密封封装。总之今天的传感器解决方案更小，更坚固，更可靠，与前代产品相比，具有更高的灵敏度，更高的温度范围和更快的响应时间。传感器和模块现在可用于解决极高的压力和温度，高硫含量引起的酸侵蚀，高湿度应用，高粉尘应用，甚至爆炸性粉尘和气体条件。使用此类传感器的应用正在迅速扩大，促使更多的技术进步。