XEN-TCG3880热导率传感器

Xensor Integration公司XEN-TCG3880热导率传感器

-气体浓度测量和真空计应用

Xensor Integration公司XEN-TCG3880是一种薄膜热电堆输出热导率传感器，与传统的热电偶计和皮拉尼真空计计密切相关。它采用氮化硅封闭膜结构设计，具有高灵敏度和分辨率。 测量原理依赖于传感器敏感区域和环境之间的有效热阻的降低，这是由周围气体的热导率引起的。传感器标准安装在TO-5集管中，但也有不同的外壳（如LCC-20和KF-16和KF-40真空法兰中的封装）。 因此，它可以衡量： 气体分子的类型（热导率测量）和气体分子的压力（真空测量）。薄膜热电堆真空传感器的稳定性和精度可与标准皮拉尼真空计相媲美。

Xensor Integration公司XEN-TCG3880传感器工作原理：热导率传感器敏感芯片测量膜中心热电堆热结和芯片厚边缘冷结之间的热阻。这是通过使用加热器电阻器Rheat加热膜的中心来实现的。由此产生的中心温度升高由热电堆测量。实际温度升高取决于膜中心和环境之间的有效热阻，这受到膜热阻、环境气体热阻、任何存在的气体流量和（通常可以忽略不计）发射辐射等因素的影响。必须小心避免发生严重的辐射事故。

为了在使用XEN-TCG3880测量时准确补偿环境温度变化，可以在热导率传感器芯片旁边安装一个2x2 mm的铂电阻温度传感器（见图4.4）。这允许根据DIN B等级准确测量传感器芯片的温度。标准为1000欧姆电阻器（0ºC时为1000欧姆，灵敏度为0.39%/ºC），可选为0ºC下为100欧姆的Pt100。 要订购，请在传感器代码中添加“P2”（Pt100）或“P3”（Pt1000）。兼容R、W、KF、LCC和G。

所谓的"屋顶"是粘在薄膜热点上的硅散热器，在距离薄膜100μm处形成散热器（见图4.5）。“屋顶”有两个应用。首先，热导率传感器周围的任何气流都被屋顶阻挡，无法到达热膜，因此传感器的流量灵敏度大大降低。因此，在有流量的情况下进行测量时，屋顶选项很有趣。其次，附近的散热器将传感器可以测量的上部真空压力增加了大约3倍。因此，当将热导率传感器用作真空计传感器时，屋顶选项也可能引起人们的兴趣。 要订购，请在传感器代码中添加“R”。兼容P2、P3、W、KF、LCC和G。

Xensor Integration公司XEN-TCG3880热导率传感器技术数据

表2.1：规格（22℃和1 V电源）
参数                          类型*               单位                  符号                注释
尺寸
裸模die尺寸                2.50 x 3.33        平方毫米
裸模厚度                     0.3                mm
膜厚                            1                    μm
重量                            0.72              克                     TO-5上的XEN-TCG3880
重量                            1.05                克                         XEN-TCG3880
输出
真空中 在0毫巴            130             V/W            具体取决于生产批次
温度系数（0 Pa）        -0.0            6%/K
空气中在100 kPa         30             V/W                       无上部散热器
空气中在100 kPa         6              V/W                     上部散热器为20μm
氦气中在100 kPa         7             V/W
在空气中，10 MPa         -13         %                 与输出100 kPa相比的变化，R版本
氦气中，10 MPa             2            %             与输出100 kPa相比的变化，R版本
时间常数
在空气中                     9             ms
真空中                         36         ms

稳定性
短期                         10         ppm                                 1天，温度良好+相对湿度稳定
长期                         1200      ppm                                 1年，温度和相对湿度校正
热电堆 

阻抗                         55                     千欧                         Rtp
有效灵敏度                 1.3                 mV/K                     Stp                     指加热器的温度
固有灵敏度                 2.4                 mV/K                 平均塞贝克系数0.2 mV/K，12根线
温度系数                     0.05                 K
加热器
阻抗                             0.6          千欧                 Rheat
温度系数                     0.1             K                     加热器电阻的
热电阻
薄膜                         100             kK/W             真空输出除以热电堆灵敏度
温度系数                    -0.11             K                 真空中
膜+气体                     23             kK/W                 空气中
温度系数                 -0.08                 K         空气中
Max.加热电压                                      Uheat
在空气中                 2.5                 V
真空中                     1                     V
传感器环境温度                                                         不保证终身无保障
Min.限度                     -250                     ℃                 输出信号可能没有显著变化
                                -250至-273             ℃                     输出信号减少
Max.限度                     240                     ℃                     在类似设备上测试，时间短
加热器Ma.温度             250                 ℃                 长期无漂移，绝 对Max.额定值
XEN-TCG3880Pt 

Pt100                 B级         ± 0.3         0℃                             0℃时误差