เซ็นเซอร์ความดันเรโซแนนซ์ซิลิคอนมีความโดดเด่นในด้านการวัดที่มีความแม่นยำสูง-เนื่องมาจากหลักการเฉพาะของการแปลงความถี่-ความดันและคุณลักษณะของวัสดุที่ทำจากซิลิคอน- อย่างไรก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบกับเซ็นเซอร์ประเภทอื่นๆ (เช่น ตัวต้านทานแบบเพียโซรีซิสทีฟ, คาปาซิทีฟ, เพียโซอิเล็กทริก, ลวดสั่น เป็นต้น) ข้อดีของเซ็นเซอร์เหล่านี้เกิดจากความแตกต่างในหลักการทางเทคนิคและการออกแบบโครงสร้าง การเปรียบเทียบเฉพาะมีดังนี้:
1.ข้อดีที่แม่นยำในระดับหลักการ
٭ การแปลงความถี่-แรงดันพร้อมความต้านทานสัญญาณรบกวนโดยธรรมชาติ: ส่งสัญญาณดิจิตอลออกโดยตรง (ปริมาณความถี่) ผ่านการเปลี่ยนแปลงความถี่ของโครงสร้างซิลิคอนเรโซแนนซ์ หลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการแปลงแอนะล็อก-เป็น-ดิจิทัล สัญญาณรบกวนจากการขยายสัญญาณ และ-การสูญเสียการส่งผ่านสายยาวของเซ็นเซอร์เพียโซรีซีฟแบบเดิม (สัญญาณแรงดันไฟฟ้า) หรือแบบคาปาซิทีฟ (การเปลี่ยนแปลงความจุ) สัญญาณความถี่มีความต้านทานการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่แข็งแกร่งมาก (เช่น ความต้านทานต่อการรบกวนความถี่วิทยุ 100V/m) และความแม่นยำสามารถเข้าถึง 0.01%FS (ในขณะที่เซ็นเซอร์พายโซรีซิสทีฟโดยทั่วไปจะมีความแม่นยำ 0.1%FS ถึง 0.5%FS)
٭ ความเป็นเชิงเส้นและความสามารถในการทำซ้ำที่ยอดเยี่ยม: ความเป็นเชิงเส้นในการตอบสนองความถี่-ของโครงสร้างซิลิคอนเรโซแนนซ์มากกว่า 0.9999 และข้อผิดพลาดแบบไม่เชิงเส้นน้อยกว่า 0.01%FS ซึ่งเหนือกว่าเซ็นเซอร์แบบคาปาซิทีฟมาก (โดยมีข้อผิดพลาดแบบไม่เชิงเส้นประมาณ 0.1%FS) และเซ็นเซอร์แบบเพียโซรีซิสทีฟ (ซึ่งต้องมีการสอบเทียบภายหลัง-เพื่อแก้ไขความไม่เชิงเส้น)
2.เสถียรภาพของวัสดุและโครงสร้าง
٭ ลักษณะอุณหภูมิของวัสดุที่ทำจากซิลิคอน-: ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของซิลิคอนมีค่าต่ำมาก (2.6×10⁻⁶/ องศา ) และโมดูลัสยืดหยุ่นเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยตามอุณหภูมิ (การเปลี่ยนแปลงภายในช่วง -50 องศาถึง +125 องศานั้นน้อยกว่า 5%) ด้วยการออกแบบเครื่องสะท้อนเสียงคู่แบบสมมาตร (การชดเชยส่วนต่างของอุณหภูมิ) ความไวของอุณหภูมิจะลดลงเหลือ 1×10⁻⁶/ องศา ทำให้สามารถชดเชยความแม่นยำสูงได้โดยไม่จำเป็นต้องใช้เซ็นเซอร์อุณหภูมิเพิ่มเติม (การเคลื่อนตัวของอุณหภูมิของเซ็นเซอร์พายโซรีซิสทีฟมักจะมากกว่า 100×10⁻⁶/ องศา )
٭ สถานะโซลิด-โดยไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว: โครงสร้างลำแสงเรโซแนนซ์/ไดอะแฟรมในตัวที่ผลิตโดยเทคโนโลยี MEMS ไม่มีปัญหาเรื่องการสัมผัสทางกลไกหรืออายุของซีล อัตราการเบี่ยงเบนต่อปีน้อยกว่า 0.01%FS (การเบี่ยงเบนต่อปีของเซ็นเซอร์ลวดแบบสั่นคือประมาณ 0.05%FS และของเซ็นเซอร์แบบคาปาซิทีฟยังสูงกว่านั้นอีก) ทำให้เหมาะสำหรับการตรวจสอบที่มีความเสถียรในระยะยาว- (เช่น ระบบข้อมูลบรรยากาศการบินจำเป็นต้องทำงานอย่างน่าเชื่อถือมานานหลายทศวรรษ)
3.เอาต์พุตดิจิตอลและคุณลักษณะอัจฉริยะ
٭ เอาต์พุตสัญญาณดิจิทัลโดยตรง: ไมโครโปรเซสเซอร์สามารถรวบรวมสัญญาณความถี่ได้โดยตรงโดยไม่ต้องใช้วงจรปรับสภาพสัญญาณที่ซับซ้อน ทำให้การออกแบบระบบง่ายขึ้น และลดความเสี่ยงของเสียงรบกวน (ในทางตรงกันข้าม เซ็นเซอร์พายโซรีซิสทีฟจำเป็นต้องปรับให้เข้ากับวงจร ADC และมีความเสี่ยงต่อเสียงรบกวนจากแหล่งจ่ายไฟ)
٭ ความสามารถในการสอบเทียบ-ชิปด้วยตนเอง-: MCU หรือ ASIC ในตัว-สามารถตรวจสอบ-ตนเองและสอบเทียบด้วยตนเองเป็นระยะ-ได้ (เช่น การเปรียบเทียบกับความถี่อ้างอิงควอตซ์) แก้ไขการเบี่ยงเบนในระยะยาว-โดยอัตโนมัติ โดยไม่จำเป็นต้องสอบเทียบด้วยตนเอง (เซ็นเซอร์แบบดั้งเดิมจำเป็นต้องมีการสอบเทียบแบบออฟไลน์เป็นประจำ)
4.การตอบสนองและความละเอียดแบบไดนามิก
٭ ค่า Q สูงและความละเอียดสูง: บรรจุภัณฑ์สูญญากาศ (ความดันบรรยากาศ < 10⁻³Pa) ทำให้ตัวสะท้อนกลับมีปัจจัยด้านคุณภาพ Q > 10,000 และความละเอียดของแรงดันสามารถสูงถึง 0.001hPa (0.1Pa) ซึ่งเหมาะสำหรับการวัดการเปลี่ยนแปลงความดันเล็กน้อย (เช่น การตรวจจับความสูงแนวตั้งของบรรยากาศ) เซ็นเซอร์พายโซรีซีฟที่เหนือกว่าอย่างมาก (ที่มีความละเอียดประมาณ 1hPa) และเซ็นเซอร์แบบคาปาซิทีฟ (ด้วยความละเอียดประมาณ 0.1hPa)
٭ ช่วงไดนามิกกว้าง: ด้วยการออกแบบโครงสร้าง สามารถครอบคลุมช่วงตั้งแต่ความดันขนาดเล็ก- (0~1kPa) ไปจนถึงแรงดันสูงปานกลาง- (0~10MPa) และรักษาความแม่นยำสูงภายในช่วงเต็ม (สำหรับเซ็นเซอร์แบบเดิม ยิ่งช่วงกว้างขึ้น ความแม่นยำลดลงจะยิ่งชัดเจนมากขึ้น)
ข้อได้เปรียบหลักของเซ็นเซอร์ความดันเรโซแนนซ์ซิลิคอนอยู่ที่ "ความแม่นยำสูง ความเสถียรสูง และคุณลักษณะทางดิจิทัล" ในทางเทคนิค สิ่งสำคัญคือการแปลงข้อผิดพลาดในการวัดความดันจาก "ข้อผิดพลาดในสายสัญญาณอะนาล็อกหลาย-ลิงก์" เป็น "ข้อผิดพลาดในการวัดความถี่เดี่ยว" ผ่าน "โครงสร้างเรโซแนนซ์แบบซิลิคอน- + การแปลงความถี่ความดัน-" และบรรลุผลการลดข้อผิดพลาดผ่านการปรับลิงก์วัสดุ โครงสร้าง และอัลกอริธึมทั้งหมดให้เหมาะสม