Amphenol All Sensors:微压传感,为精密感知赋能未来

来源:Amphenol(安费诺)

作者:-

发布时间:2025-09-26

在纷繁复杂的世界中,有一类信号轻如羽毛,却至关重要:

  • 它控制着呼吸机中每一次吸入的气流量;

  • 它引导在百米空中准确定位飞行高度,通过皮托管的方式获取飞行速度;

  • 它记录血压的变化,协助医生做出预警;

  • 它调节实验室通风系统中的微小压差,守护洁净安全。


这样精密、灵敏又稳定的感知能力,正是 Amphenol All Sensors 所擅长的。

安费诺传感器旗下有多个品牌研发、生产压力传感器,包括NovaSensor,AllSensors,i2S和SSI。Amphenol All Sensors,作为安费诺传感器技术集团旗下的专业子公司,致力于低压与微差压传感器的研发与制造。其产品不仅集成于全球领先的医疗设备、无人系统与工业应用中,更代表着一种高精密、高稳定性的MEMS传感技术路线。

01 低压传感器专家:全领域方案平台支持

All Sensors 专注于从 ±0.25 inH2O(约62 Pa)到 150 PSI(约10 bar)全段压力范围内的感知与输出解决方案,适配多种输出类型:

  • 毫伏级原始信号(未放大):适合客户端自主标定方案

  • 模拟电压输出(0.5~4.5V):便捷对接控制电路板

  • 数字输出(I2C / SPI):适用于现代化智能嵌入系统

  • 封装类型覆盖 H型封装、A型表贴、DIP插针等(更多类型请浏览网页)

这一技术平台的兼容与可扩展性,使All Sensors产品广泛应用于:

  • 医疗设备:呼吸机、麻醉机、CPAP、电子血压计

  • 系统:智能通风控制、压差门控室、洁净实验室

  • :飞行高度、速度控制、微气流敏感元件

  • 智能穿戴与微流控设备:健康监测、微液体压力反馈

  • 流量与环境仪器:质量流量计(MFC)、气体采样仪等


02 医疗行业核心价值:从呼吸到心跳,All Sensors 精准守护

在医疗技术领域,All Sensors 拥有人体级响应速度与医疗级稳定性能,产品嵌入于多个高端生命支持与健康管理设备中。

典型应用包括:

  • 呼吸类设备(呼吸机、转运呼吸器、麻醉机): 实时感知吸入与呼出压差,确保气道压力合规;

  • CPAP 睡眠治疗设备: 智能判断夜间呼吸节奏,自适应调整压力曲线;

  • 非侵入式血压测量系统(如家用电子血压计): 研究级精度跟踪袖带中的动态压波转换为血压读数;

  • 肺功能测试(PFT)设备: 分析气体流速与容量曲线,对COPD和哮喘进行早期诊断;

  • 健康可穿戴系统: 实现在家庭和远程医疗环境中的连续气压/呼吸监测;


这类传感器不仅提升医生诊断能力,更改善患者用药体验。在疫情防控、慢性病管理、远程健康监控等诸多关键场景中均有深入应用。

03 飞行遥感应用:从风中“感知”,无人机更高更稳

在低空飞行与智能移动平台领域,All Sensors 提供的AUAV、DLVR 与 ELVH系列传感器,被集成于多型无人飞行器、固定翼物流航模、室内飞控系统等,完成精准气压高度推算与空速评估。

AUAV系列:无人机高度、速度传感器

其中AUAV这款产品,提供了24位分辨率的差压、绝压和温度信号输出,I2C/SPI接口,其中压力有效位达17.2bit,温度有效位13bit。传感器可精准工作于 ±5 inH2O(即 ±2.5 kPa)、±10 inH2O和±30 inH2O微小差压区间,配合皮托管和飞控主板,实现:

  • 飞行定高控制(辅助GPS或IMU数据)

  • 空速补偿与飞行姿态感知

  • 高原环境/高空测量中的气压温漂补偿

  • eVTOL物流飞行平台多段载荷状态切换控制


除特别版本外,具备 -40℃ 至 +85℃ 宽温操作能力,搭载于高海拔勘测无人机、农业植保飞行平台与灾害侦查中,表现出卓越的抗干扰与环境适应性。以下是传感器测量空速和高度的简单原理说明。

(1)皮托管原理与空速测量

基本原理:

皮托管利用伯努利方程,通过测量气流的总压(动压+静压)和静压的差值来计算空速。公式简化如下:

  • P总:总压孔中的压力;

  • P静:静压孔中的压力;

  • ρ:空气密度(需通过静压和温度计算或查表

传感器中还集成温度传感器功能。使用这款传感器时,动压(P总-P静)就直接使用差压传感器进行测量;而海拔高度就通过内部的绝压传感器测量。

(2)在气压测量高度中的作用

标准大气压模型的对流层高度公式为:

其中:

  • h :海拔高度(m)

  • P :当前静压(帕)

  • P 0:海平面标准气压(101325帕)

  • T 0 :海平面标准温度(288.15 K)

  • g :重力加速度(9.80665 m/s^2)

  • M :空气摩尔质量(0.02896 kg/mol,已隐含在R中)

关键项:指数部分RL/g 的物理意义是:

  • 表示气压随高度变化的速率,由空气的热力学性质(R)和温度垂直梯度(L)共同决定。

  • 计算结果约为 0.190(无单位),用于描述气压衰减的非线性特性。


04 核心专利技术一:CoBeam2™ MEMS 结构工艺

CoBeam²™ 是 All Sensors 独家研发的 MEMS 晶片微应变梁结构专利技术。

All Sensors 采用独有的 Collinear Beam2 技术(COBEAM²™),为空气与低压应用提供颠覆性的压阻式压力传感芯片解决方案。这项专利技术突破了传统基于硅应变结构的低压检测极限,代表了硅基MEMS微机械加工传感领域的尖端创新。

(1)技术优势亮点

  • 更高灵敏度:CoBeam²™ 结构无需依赖传统凸台(boss)结构,便可实现高压敏性能,从而简化芯片设计,降低封装尺寸。

  • 抗震动与抗重力干扰:取消凸台结构,大幅减小因重力或振动引发的测量误差,使传感器更适合严苛环境。

  • 多样激励模式支持:应变敏感电阻经过精准工艺处理,允许通过调整热阻系数与灵敏度参数,选择恒流或恒压激励方式。

技术融合传统与现代

COBEAM²™ 技术将 1950 年代的经典粘贴应变计(Strain Gauge)原理与现代六英寸硅片MEMS(微机电系统)加工相结合,既保留了对应变的高度敏感性,同时实现了量产级别的微结构制造能力。

(2)应用领域

该技术特别适用于以下应用:

  • 医疗设备(如呼吸机、血压监测)

  • 工业控制(如气体流量与真空检测)

  • 汽车电子(如排放或压力监测模块)

  • 消费电子(大气压高度检测等用途)


05 核心技术二:双芯片补偿架构(Dual Die Compensation)

All Sensors 在敏感信号稳定性控制方面引入双芯片补偿结构,解决超低压常见的零点漂移、温度漂移和共模信号误差等问题。

技术路径分为两种

  • 被动式双芯片结构(电气交叉耦合):配对安装2颗晶片,一颗输出,一颗补偿,以抵消系统性偏移误差;

  • 主动式双芯片结构(气动+电气耦合):在传感腔体结构中构建微流体通道,实现芯片两侧压力平衡,对应前/后应变对称,进一步提升霄级差压识别精度


典型产品:DLHR 系列、DLVR 系列(医疗/飞控/空测均适配)。

我们简单比较一下这几种典型的压力传感器架构及补偿方式:

典型的单芯片结构
被动式双芯片补偿结构(Passive Dual Die Compensation)
主动式双芯片补偿结构(Active Dual Die Compensation)

06 合规承诺和环保义务:全线对标RoHS & REACH法规要求

Amphenol All Sensors 所有设计与制造流程均严格符合欧盟 RoHS(2011/65/EU)及 REACH (EC 1907/2006)法规执行。

全线产品均不含铅、汞、镉、六价铬等欧盟严格限制的有害物质;

根据欧洲化学品署(ECHA)发布的SVHC高关注物质清单,我们的产品符合欧盟REACH对高关注物质的最新限制要求;

所有器件均可提供完整环境合规性声明,广泛用于医疗出口等敏感链路环境。

结语:从“传感”出发,理解世界的每一个细节信号

Amphenol All Sensors 将继续在微小压力感知这条路上,拓展精度边界、推动可靠性上限。

  • 在医疗技术:为每一次呼吸提供更安全的保障;

  • 在工业控制:让每一毫压变化被稳定解读;

  • 在智慧飞行:赋予每一个无人平台真实“感知”能力。


关键词:

  • #医疗微压

  • #无人机速度高度传感器

  • #双芯片补偿

  • #CoBeam2晶片 






附AllSensors压力传感器分类:

1. 毫伏补偿型 (Millivolt Compensated)

系列
量程范围
线性度
特点
ACPC
4 inH₂O ~ 100 PSI
1%
温度补偿,校准零点和满量程
AXCX
4 inH₂O ~ 100 PSI
1%
同ACPC,适配工业场景
MDCX
0~1" H₂O ~ 0~30" H₂O
-
匹配压力端口容积,低温漂
MLDX
5 inH₂O ~ 100 PSI
-
双端口设计,抗过载
MLV
1 inH₂O ~ 150 PSI
-
5V供电,低功耗,帕利烯涂层防腐蚀

2. 模拟输出型 (Analog Output)

系列
量程范围
供电电压
核心技术
ELVA
100 mbar ~ 10 bar
3V/5V
双芯CoBeam2™技术,多种接口选项
ELVE
100 mbar ~ 10 bar
3V/5V
同ELVA,高兼容性设计

3. 数字输出型 - I²C

系列
量程范围
分辨率
特点
AABP
5~150 PSIG
-
8×7mm超小封装,±1.5%FSS总误差带
DLC
1 inH₂O ~ 150 PSI
16 bit
1.8~3.6V宽电压,7×7mm紧凑设计
DLHR
0.5~60 inH₂O
16~18 bit
0.25%温漂精度,自动切换I²C/SPI
DLVR
0.5~60 inH₂O
14 bit
3.3V/5V可选,无人机空速测量首选

4. 数字输出型 - SPI

系列
量程范围
接口选项
典型应用场景
AABP
5~150 PSIG
I²C/SPI/模拟三选一
ELVH
0.5~30 inH₂O/1~150 PSI
I²C/SPI+模拟
多模式输出,航空设备
ELVR
2.5~75 mbar
I²C/SPI+模拟
微差压测量,支持12bit数字输出

5. 基础毫伏型 (Basic/Millivolt)

系列
量程范围
线性度
核心优势
BFTM
-
-
超稳定设计,绝对/差压复合测量
BLCR
±1~±30 inH₂O
0.1%
无位置敏感性,医疗设备理想选择
BLVR
1~30 inH₂O
0.3%
偏移补偿,帕利烯涂层防潮

6. 数字混合型 (I²C/SPI & Amplified)

系列
量程范围
输出类型
典型特性
ADCA
0.25~60 inH₂O
4V比例放大
军工级温度补偿
AXCA
0.3~150 PSI
4V比例放大
工业级校准
AUAV
-
I²C/SPI
无人机专用,宽温域高精度

7. 特殊接口型

类型
代表系列
典型应用场景
I²C & SPI双模
DLHR
需要灵活接口的高精度仪器
SPI & 放大输出
MAMP
工业过程控制


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