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Novosense – MEMS-Drucksensoren und Signal-Conditioning ICs!

Novosense MEMS Pressure SensorsNovosense bietet MEMS-Drucksensorelemente und -sensoren sowie IC zur Signalaufbereitung an. Im Allgemeinen können Drucksensoren nach ihren Betriebsarten und Messbereichen klassifiziert werden.

Die MEMS-Drucksensoren von Novosense sind mit den folgenden Betriebsarten erhältlich:

  • Absolut: Messung des Drucks in Bezug auf einen Referenzdruck von Null, nahe dem Vakuum
  • Relativ: Messung des Drucks relativ zum lokalen atmosphärischen Druck
  • Differentiell: Messung des Drucks in Bezug auf die Differenz zwischen zwei Punkten

Die Messbereiche liegen im Bereich niedriger (+/- 1kpa) bis mittlerer Drücke (<+/-500kpa), was für diese Bauart von Sensoren typisch ist. Lassen Sie uns näher auf diese Sensoren eingehen!

Diese Sensoren verwenden leistungsstarke Schaltungen zur Signalaufbereitung, um die Temperatur und den Druck der MEMS-Messzelle zu kalibrieren und zu kompensieren. Novosense bietet die folgenden Bauteile sortiert nach Messmethode an

Absolutdruck Sensorlösungen

In dieser Unterfamilie bietet Novosense sowohl Sensorelemente als auch direkt einsetzbare Sensoren an

Die Sensorelemente NSP1632, NSP1631 und NSP1630 sind automotive-qualifiziert und als MEMS-Wafer oder Dies on Tape erhältlich. Diese leistungsstarken und äußerst zuverlässigen Sensorelemente bieten einen analogen Spannungsausgang. Sie sind für den Betrieb in Temperaturbereichen von -40ºC bis 150ºC ausgelegt und bieten Druckmessbereiche von bis zu 500kPa, je nach Ausführung.

Novosense MEMS Pressure Sensors

Die Sensoren der NSPAS1– und NSPAS3 / NSPAS3M-Serien werden in SOP-8-Gehäusen geliefert und sind auch für die Automobilelektronik geeignet. Diese Sensoren bieten eine hohe Genauigkeit (besser als ±1%F.S. im Bereich von – 0℃~85℃ und besser als ±1,5%F.S. im Bereich von -40℃~125℃). Ihre schnelle Ansprechzeit beträgt weniger als 0,8 ms und sie unterstützen einen absoluten Ausgang/ratio-metrischen Spannungsausgang mit anpassbarem Ausgabebereich. Außerdem verfügen sie über Funktionen wie Unterbrechungserkennung, Ausgangsbegrenzung und eine Alarmfunktion. Darüber hinaus sind noch andere Vorteile wie ein anpassbarer Messbereich verfügbar.

Typische Anwendungen

Automotive: 3-in-1-Sensor für Motorräder, Krümmerunterdrucksensor (MAP-Sensor), Erkennung des thermischen Durchgangsdrucks der Batterie (BPS), Erkennung des Drucks in der Abgasrückführung (EGR-TMAP), Sensor für das EV/HEV-Vakuumverstärkungssystem, Erkennung des Desorptionsdrucks im Tank, Vakuumsensor (VBS), Erkennung des Atmosphärendrucks in der ECU/VCU, Erkennung des Drucks im Airbag.

Industrie: Drucktransmitter, industrielle Vakuumprüfung, etc.

Relativdrucksensoren

Diese Serie umfasst kalibrierte Relativdrucksensoren, die für Haushaltsgeräte und Medizintechnik geeignet sind. Die Sensoren werden in Gehäusen mit Ansatzröhrchen für Schläuche für die einfache Integration geliefert.

Der integrierte Sensor NSPGD1 hat einen wählbaren Druckbereich von -10kPa bis 10kPa und ist in einem DIP-8-Gehäuse erhältlich. Er eignet sich gut für die berührungslose Erfassung von Flüssigkeitsständen und bietet einen Analogausgang, einen I2C-Digitalausgang und einen Frequenzausgang. Er ist für einen Einsatz im Temperaturbereich von 0℃ bis 70℃ geeignet.

Novosense MEMS Pressure Sensors

Der NSPGS2 bietet einen wählbaren Druckbereich von -100kPa bis 250kPa und ist in einem SOP-6-Gehäuse erhältlich. Dieser eignet sich für die Druckerfassung von nicht korrosiven Gasen und ist mit den Werkstoffen von druckempfindlichen Bauteilen kompatibel. Der Betriebstemperaturbereich des Sensors beträgt -40℃ bis 70℃.

Der NSPGS5 nutzt einen CMOS-Mixed-Signal-Konditionierungschip zur Verstärkung, Kalibrierung und Kompensation des Ausgangs des MEMS-Sensorelements. Dadurch kann der Sensor Drucksignale von -10kPa bis +10kPa sowohl in analoge Signale mit einem anpassbaren Ausgangsbereich von 0-5V oder als digitales I2C-Signal ausgeben. Der Sensor ist in einem SOIC-16-Gehäuse erhältlich und arbeitet in einem weiten Temperaturbereich von -20°C bis 85°C.

Differenzdrucksensoren

Die Differenzdruck-Sensorelemente NSP1830 / 1831 / 1832 / 1833 von Novosense sind als MEMS-Wafer erhältlich. Bei der Entwicklung wurde das NOVOSENSE eigene Forschungs- und Entwicklungsverfahren für die MEMS-Mikrobearbeitung eingesetzt. Ihre wichtigsten Merkmale sind:

  • Der Betriebstemperaturbereich liegt je nach Derivat zwischen -40ºC und 150ºC
  • Die Genauigkeit und Stabilität während des Betriebszeitraums ist besser als 1% F.S.
  • Automotive qualifiziert (IATF16949-zertifizierte Prozessplattform)
  • Verschiedene Druckbereiche bis+/-500kPa
  • Die einzelnen Chipgrößen reichen von 1,65mm x 1,65mm x 0,4mm (NSP1832) bis zu 2,5mm x 2,5mm x 0,4mm (NSP1833)

Typische Anwendungen

Automobilindustrie

  • VBS-Vakuumverstärkungssystem-Sensor
  • Differenzdruckerkennung im EGR-System
  • Drucksensor für Kurbelgehäuseentlüftung

Industrie

  • Druckschalter
  • Unterdruck-Vakuum-Erkennung
  • Gasflussüberwachung

Haushaltsgeräte

  • Kaffeemaschine
  • Staubsauger
  • Vakuum-Entsafter

Medizintechnik

  • Anästhesiegerät
  • Biosicherheitsschrank
  • Blutdruckmessgeräte

Consumer

  • Luftmatratzen
  • Massagestuhl
  • Luftpumpe

Signal Conditioning ICs für resistive und kapazitive Sensorelemente

Wie bereits im Namen von Novosense erwähnt, ist „Sensing“ hier eine der Fokusanwendungen. Daher ist das Portfolio an ICs zur Signalaufbereitung bei Novosense sehr umfangreich – für das Auslesen von Thermoelementen, MEMS-Mikrofonen, PIR- und Magnetsensoren bis hin zu Drucksensoren.

In zuletzt genannter Kategorie sind die Sensor-Konditionierungs-ICs von Novosense für alle Arten von Widerstands-Brücken- oder kapazitiven Sensorelementen geeignet.

Sie sind für eine Betriebstemperatur von mindestens -40°C bis +125°C spezifiziert und verfügen über Funktionen zur Normalisierung und Linearisierung. Das macht sie ideal für den Einsatz in der Industrie und im Automobilbereich.

Es stehen verschiedenste Schnittstellen zur Verfügung:

  • Analoger Spannungsausgang
  • PWM-Ausgang
  • Serielle Schnittstellen: LIN, SENT, I2C, SPI, OWI
  • Industrielle Messumformer-Standards: 0-5V / 0-10V / 4-20mA Ausgang

NSA2860X – Universeller Signal Conditioning IC

Als Beispiel möchten wir den NSA2860X näher vorstellen. Dieser vielseitige IC wird in einem 4x4mm² QFN20-Gehäuse geliefert und ist für die Verwendung mit einem Sensor mit Spannungsausgang wie Wheatstone-Brücken-Drucksensoren, Thermoelementen oder Widerstandstemperaturfühlern (RTD) vorgesehen.

24-Bit ADC für das Primärsignal und für die Temperaturmessung garantieren eine hohe Auflösung und Möglichkeiten zur Temperaturkompensation.

Ein integrierter MCU-Kern ermöglicht die Ausführung des Kalibrierungsalgorithmus. Dieser ermöglicht die Kompensation des Offsets und des Temperaturdrifts der Empfindlichkeit bis zur zweiten Ordnung. Die Nichtlinearität wird bis zur 3. Ordnung kompensiert. Der Kalibrierungsfehler beträgt in der Folge weniger als 0,1% der Gesamt-Messspanne. Ein integriertes EEPROM speichert die Chipkonfiguration und die Kalibrierkoeffizienten des Sensors.

Mit dem 16-bit DAC sind gängige Sensorschnittstellen wie 0-10V oder 4-20mA Lösungen direkt integriert. Mit dem ebenfalls enthaltenen Treiber für einen externen JFET kann die Stromversorgung aus der 24V-Schiene einer typischen 4-20mA-Schleife realisiert werden. Dies spart externe Komponenten und sorgt für einen sehr kleinen Leiterplattenbedarf für die gesamte Sensorlösung. Sollten andere Schnittstellen benötigt werden, stehen auch SPI, I2C, OWI und PWM/PDM-Ausgänge zur Verfügung.

Sie haben die perfekte Lösung für Ihre Anwendung gefunden und möchten weitere Informationen erhalten? Oder sind Sie sich nicht sicher, welcher Sensor der richtige für Sie ist? Rufen Sie uns einfach an oder senden Sie uns Ihre Anfrage mit dem untenstehenden Formular. Wir helfen Ihnen gerne weiter!

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