艾动ims系列单点传感器用户手册v1.0.pdf

艾动集团艾动集团( (www.i-)以原始创新 触动未来科技以原始创新 触动未来科技IMS 系列传感器用户手册2015 年 4 月 5 日1IMS 系列传感器用户手册V1.0艾动集团艾动集团( (www.i-)以原始创新 触动未来科技以原始创新 触动未来科技IMS 系列传感器用户手册2015 年 4 月 5 日2介绍：介绍：本手册描述了如何使用艾动的 IMS 系列单点传感器艾动的 IMS 系列单点传感器是电阻式薄膜压力传感器， 可以静态和动态地测试 2 个表面之间的力，超薄的传感器（100 微米厚度）方便直接放入测试IMS 薄膜电阻式传感器是采用双面聚酯基材上分别印刷银电极、力敏、绝缘、胶水，然后将上下 2 层基材面 对面封装起来，引出的 2 个电极上压接公端或者母端的端子传感器用来测试传感器平面垂直方向的力 传感器对外的 2 个引线就是一个电阻，在静态（不施力，不弯曲）条件下，传感器的电阻很大（>1MΩ） 在 传感器的有效面积上施加力之后会带来传感器 2 个引线之间电阻的对应减小，施力越大，电阻变得越小IMS 系列薄膜电阻式压力传感器既不是测力计也不是应变仪，尽管它们有很类似的属性，IMS 不适合精确测 量。

免责申明免责申明本手册提供的信息仅用来提供产品的通用信息及指导应用，不作为本公司签订销售合同的补充协议 本公司保留在不通知的前提下对本手册内容的修改的权利 由于本公司不控制 IMS 系列传感器在客户产品的最终使用，任何潜在客户确认采用 IMS 系列传感器用于自己 的产品商用之前，请自行确认产品的适用性进一步联系方式进一步联系方式如果有进一步需求,请联系艾动客户服务人员邮件: support@ai- .艾动集团艾动集团( (www.i-)以原始创新 触动未来科技以原始创新 触动未来科技IMS 系列传感器用户手册2015 年 4 月 5 日3标准品规格标准品规格IMS 系列单点传感器包含 5 种标准品标准品统一采用 100 微米厚度的基材，传感器的成品厚度在 230 微米 左右 IMS-C03：直径 3mm 的圆形有效区域 IMS-C05：直径 5mm 的圆形有效区域 IMS-C10：直径 10mm 的圆形有效区域 IMS-C20：直径 20mm 的圆形有效区域 IMS-C40：直径 40mm 的圆形有效区域 对于对于IMS系列传感器标准品来说，有效区域就是指传感器一端银电极覆盖对应直径的圆形区域。

系列传感器标准品来说，有效区域就是指传感器一端银电极覆盖对应直径的圆形区域每种传感器按照测力范围分成 2 种类型 IMS-CXX-L：测力范围从 100 克-10 千克， IMS-CXX-H：测力范围从 1 千克-100 千克每个传感器按照端子的接口方式分成公端和母端 IMS-CXX-X-F： 端子为母端， IMS-CXX-X-M：端子为公端除了标准品外，艾动可以为客户定制任意形状，面积从 2mm*2mm 到 800mm*450mm 的传感器也可以采用 38 微米的基材制作传感器，最终成品厚度为 100 微米艾动集团艾动集团( (www.i-)以原始创新 触动未来科技以原始创新 触动未来科技IMS 系列传感器用户手册2015 年 4 月 5 日4传感器应用建议传感器应用建议IMS 系列传感器是采用多层印刷封装而成的被动元件， 作为可变电阻,可以采取多种方式应用于电路中.为了更 好的使用 IMS 传感器,下面介绍几点重要事项.正确的期望(了解你即将使用的薄膜电阻式压力传感器) IMS 是薄膜传感器,不是测力计,应变仪. 在测量中,通常只能获得定性的结果.力的测量精度范围大概在± 5%到 ±25%依赖于测量和施力系统的一致性及校正方法. 请注意精度和分辨率的区别,IMS 传感器的力分辨率小于 1%.传感器的测试有效区域(active area) IMS 标准传感器的有效测试区域就是传感器圆形端，银色圆面覆盖的范围。

为了达到准确及可重复的测 试结果，被测力需要很均匀的分布在传感器的有效区域在传感器有效区域中被测力的分布位置变化也会轻 微的带来读出电阻的变化 如果被测力的接触面积大于传感器的有效面积,那么就需要在传感器上增加一个面积略小于有效区域的 橡胶垫子.让被测力全部作用在传感器的有效区域布置一套可重复的机械施力系统及校正(calibration) 对于 IMS 传感器应用在客户电子系统中,为了得到施加的力值(牛顿,千克),需要通过施加标准力进行校正. 所以需要一套可重复稳定的标准力施加系统作为基准. 由于 IMS 系列传感器对于施加在有效区域的力的分布非常敏感,所以施力面的均匀分布的稳定非常重要. 在施加力和 IMS 传感器之间增加一个薄的弹性体可以有效帮助吸收由于力的分布引入的误差.推荐电路(application circuit) IMS 传感器作为可变电阻,可以简单的采用电阻分压的方式,通过测试电压来计算出电阻的大小,也可以通 过运算放大器的运算电路来计算 IMS 传感器的实时电阻.艾动集团艾动集团( (www.i-)以原始创新 触动未来科技以原始创新 触动未来科技IMS 系列传感器用户手册2015 年 4 月 5 日5艾动集团艾动集团( (www.i-)以原始创新 触动未来科技以原始创新 触动未来科技IMS 系列传感器用户手册2015 年 4 月 5 日6传感器的力 VS 电阻曲线(force versus resistance) 下图是 IMS 系列传感器的典型力 VS 电阻曲线图.IMS 传感器的力和电阻特性是可以根据客户需求来调整 测试的压力范围.传感器漂移(drift) 这里的传感器漂移是指在传感器上连续施加一个固定的力,传感器的电阻会连续下降.所以在客户应用中， 要避免在静态给传感器施加一个固定的力，在标定传感器的时候要把漂移考虑在内由此来减小漂移对结果的 影响。

最好的方式就是校正的时间和应用的测试时间基本相当传感器饱和(saturation) 这里的传感器饱和是指传感器在受到一定压力之后,再增加压力,IMS 传感器的电阻值也几乎不太减小. 从传感器力 VS 电阻的示例曲线可以看出来,到了 50 公斤之后电阻的变化逐渐趋于饱和.※: 在实际应用中在实际应用中,需要把系统饱和和传感器饱和区分开需要把系统饱和和传感器饱和区分开, 传感器饱和是传感器的本征特性传感器饱和是传感器的本征特性,而通常的电 路采集中由于不合适的电路参数而通常的电 路采集中由于不合适的电路参数,比如驱动电压比如驱动电压,运算电路的放大倍数设定运算电路的放大倍数设定,会导致系统中输出电压到轨而出现 饱和会导致系统中输出电压到轨而出现 饱和.为了避免出现系统饱和为了避免出现系统饱和,建议在设定参数前建议在设定参数前,测量施加力下的薄膜压力传感器电阻变化范围测量施加力下的薄膜压力传感器电阻变化范围,计算出合适 的电路参数计算出合适 的电路参数,如果采用艾动提供的标准电路有可能出现系统饱和如果采用艾动提供的标准电路有可能出现系统饱和,可以减少驱动电压可以减少驱动电压,降低放大倍数可以缓解系 统饱和的出现降低放大倍数可以缓解系 统饱和的出现.传感器灵敏度(break force, turn-on force) 传感器灵敏度是指传感器受到固定的力之后，相同的时间下电阻比较稳定。

这个力值越小,灵敏度越高. IMS 传感器的灵敏度和传感器的基材及饱和压力都有关系，通常来说采用越薄的基材（比如 38 微米的基材） 、 饱和压力越低,灵敏度越高.IMS 传感器能达到的最高灵敏度是 50 克力.传感器迟滞(hysteresis) 迟滞是指传感器在压力增加或者压力减小 2 种变化趋势下,相同压力值时传感器输出电阻的区别.对于静 态力或者在应用中传感器表面的施力只增加不减小,那么迟滞没有影响;否则迟滞特性会引入误差.传感器上升时间(rising time) 上升时间是指在传感器压力增加时,对应电阻变化的最大滞后时间.典型值为 1~2 毫秒.艾动集团艾动集团( (www.i-)以原始创新 触动未来科技以原始创新 触动未来科技IMS 系列传感器用户手册2015 年 4 月 5 日7传感器温度响应(temperature sensitivity) IMS 传感器存放温度是-30℃~+70℃.多片传感器不要叠着放,捆好侧着放. 通常来说, 在超过一定温度(45℃)的应用环境下,传感器的输出电阻会和常温下不同. 大负载,高温度下的使用有可能会造成传感器失效.传感器重复性( repeatability ) 传感器的重复性是指同一片传感器每次对于相同的力,相同力分布下的输出电阻变化差异.考虑薄膜压力 传感器的漂移特性,还需要是在施力之后相同时间点下的电阻差异. <5%.传感器生命周期(lifetime durability) IMS 传感器是可重复多次使用的. IMS 传感器的具体生命周期依赖于传感器如何被使用, 只要传感器不是 被破坏性的使用,比如靠着锋利的边沿,剪切力,超过最大压强的施力,高温大负载, IMS 传感器可以被使用一百 万次以上.电磁兼容性及静电防护(EMI/ESD) IMS 传感器是被动元件,没有电磁辐射.在静电防护也不需要特殊考虑.传感器最大工作电流 IMS 传感器是通过丝网印刷的方式将导线和电阻施加在基材上,最大工作电流是 5mA.。