数显真空传感器通过压力传感技术与电子信号转换的协同,实现真空度的实时测量与数字化显示。其核心原理为:当真空环境中的气体分子作用于传感器内部的压敏元件(如硅膜片、金属膜片)时,元件表面因气体分子碰撞产生机械应力,导致膜片发生微小形变。该形变通过电容式、压阻式或热电偶等原理转换为电信号——例如,电容式传感器中,膜片形变改变两极板间距,进而改变电容值;压阻式传感器则利用半导体材料的压阻效应,使形变直接导致电阻变化。
转换后的电信号经放大、滤波及线性化处理后,由微处理器(MCU)转换为与真空度成线性关系的数字信号,最终驱动数显模块(如LED或LCD)显示真空度值,单位通常为kPa、Pa或Torr。部分传感器还支持4-20mA电流输出或RS485通信接口,便于与PLC、DCS等控制系统集成。
其核心技术体现在三方面:
高精度传感技术:采用MEMS工艺制造的硅压阻式或电容式敏感元件,结合温度补偿算法,确保在-100kPa至0(真空)范围内的测量精度达±0.1%FS,重复性差<0.05%FS。
智能信号处理:内置16位ADC与MCU,实现信号的高分辨率采集(分辨率可达1Pa)与非线性修正,同时支持零点校准、量程迁移及滤波参数调整,适应不同真空环境需求。
数显与通信集成:集成3位半LED/LCD显示模块,支持压力单位切换(kPa/Pa/Torr)、报警阈值设定及实时数据存储,部分型号还配备无线模块(如LoRa),实现远程监控与数据传输。
该技术广泛应用于半导体制造、真空镀膜、化工压力控制等领域,成为工业自动化中真空度监测的关键设备。