Freescale MPXV2102GP

Конечно, вот подробное описание датчика дифференциального давления Freescale MPXV2102GP, его технические характеристики, парт-номера и совместимые модели.

Описание

Freescale MPXV2102GP — это монолитный кремниевый датчик дифференциального давления, предназначенный для высокоточных измерений в неагрессивных газовых средах. Он является частью известной серии MPXVxxxxGP от Freescale (ныне NXP Semiconductors).

Ключевые особенности и применение:

• Принцип действия: Использует пьезорезистивную технологию на монокристаллическом кремнии. Давление прикладывается к двум портам (P1 и P2), а микросхема формирует пропорциональное выходное напряжение.
• Тип давления: Дифференциальный (DP). Измеряет разницу между двумя давлениями. Оба порта чувствительны.
• Диапазон измерений: ±2 кПа (примерно ±20 см вод. ст., ±0.29 psi). Идеально подходит для измерения малых перепадов.
• Выходной сигнал: Аналоговый, пропорциональный напряжению питания. Удобен для подключения напрямую к АЦП микроконтроллера.
• Корпус: Стандартный 8-пиновый корпус "GP" (Gauge Ported) с двумя пластиковыми трубками для легкого подключения силиконовых шлангов. Это один из самых популярных и удобных корпусов для прототипирования.
• Основные сферы применения:
  • Измерение скорости/расхода воздуха (вместе с трубкой Пито или диафрагмой).
  • Системы вентиляции и кондиционирования (HVAC).
  • Контроль фильтров (засорение по перепаду давления).
  • Медицинское оборудование (респираторы, мониторы дыхания).
  • Управление двигателями внутреннего сгорания (измерение давления во впускном коллекторе — MAP, хотя для этого чаще используют абсолютные датчики).
  • Робототехника и дроны (измерение скорости, альтиметрия).

Технические характеристики

| Параметр | Значение | Примечания / Условия | | :--- | :--- | :--- | | Диапазон давления | ±2 кПа | ±20.4 см вод. ст., ±0.29 psi | | Напряжение питания (Vs) | 5.0 В ±0.2 В | Номинальное, постоянный ток | | Выходное напряжение | Аналоговый, масштабированный | Vout = Vs * (0.2 * P + 0.5), где P — давление в кПа | | Нулевое смещение | 2.5 В ±0.05 В | При P=0 кПа и Vs=5.0 В | | Чувствительность | 1.0 мВ/Па (10 мВ/кПа) | ΔVout / ΔP при Vs=5.0 В | | Точность (полная погрешность) | ±2.5% от полной шкалы (FSS) | Включает нелинейность, гистерезис, смещение | | Рабочая температура | 0°C ... +85°C | | | Температура хранения | -40°C ... +125°C | | | Ток потребления | 7.0 мА (тип.) | | | Время отклика | < 1.0 мс | | | Взрывоперегрузка | 75 кПа (минимум) | Давление, не вызывающее повреждения | | Электрическая нагрузка | > 10 кОм | Для минимальной ошибки |

Важная формула для расчета: При питании 5В: Vout (В) = 2.5В + (0.01 В/кПа * P), где P — давление в кПа.

• Пример: При P = +1 кПа, Vout = 2.5 + 0.01*1 = 2.51 В.
• Пример: При P = -1.5 кПа, Vout = 2.5 + 0.01*(-1.5) = 2.485 В.

Парт-номера (Part Numbers) и Варианты

Датчик MPXV2102GP имеет несколько стандартных вариантов в зависимости от типа корпуса и калибровки. Основное отличие — в суффиксе.

• MPXV2102GP — Основная модель. Корпус GP с трубками.
• MPXV2102DP — Аналогичный датчик, но в корпусе "DP" (Dual Ported). Вместо трубок имеет два металлических штуцера с резьбой для более надежного монтажа в промышленных системах.
• MPXV2102GC6U — Модель в компактном корпусе "GC" (Gauge Case) без трубок, для поверхностного монтажа (SMD).
• MPXV2102GVP — Модель с корпусом "GVP" (Gauge Vertical Port), где порты расположены вертикально.

Обратите внимание: Цифровая часть "2102" указывает на диапазон (±2 кПа) и тип выхода (аналоговый, 10 мВ/кПа при 5В). Буквы в конце определяют корпус.

Совместимые и Аналогичные Модели

Модели считаются совместимыми по корпусу, распиновке и интерфейсу (аналоговый выход), но имеют разный диапазон измеряемого давления.

1. Прямые аналоги от NXP (Freescale) в корпусе GP:

• MPXV5004GP (±0.4 кПа) — Для очень малых перепадов.
• MPXV7002GP (±2 кПа) — Аналогичный диапазон, но с встроенной термокомпенсацией и калибровкой (более высокая точность).
• MPXV5010GP (±10 кПа) — Для средних перепадов.
• MPXV5050GP (±50 кПа) — Для более высоких перепадов.
• MPXV6115V (0-115 кПа, абсолютного давления) — Для измерения абсолютного давления (например, барометр, высотомер). Внимание: распиновка иная!

2. Аналоги от других производителей:

• Honeywell ASDX серия (например, ASDXRRX010PDAA5). Давление до 10 psi. Часто имеют аналогичные корпуса с трубками.
• Omron D6F серия — Ключевое отличие: многие датчики Omron D6F имеют встроенный усилитель, термокомпенсацию и цифровой выход (I2C) при схожих габаритах.
• Sensirion SDPxx серия (например, SDP810). Высокоточные датчики с цифровым выходом (I2C/UART) и термокомпенсацией. Дороже, но значительно точнее.
• Bosch BMP/BMP серия (например, BMP280, BMP388) — Это датчики абсолютного атмосферного давления, а не дифференциального. Не являются прямой заменой для задач измерения расхода/перепада.

Важное замечание по совместимости:

При замене на модель с другим диапазоном давления (например, MPXV5010GP вместо MPXV2102GP) необходимо переписать программное обеспечение, так как изменится коэффициент чувствительности (мВ/кПа). Физическое подключение (распиновка и питание) останется идентичным.