GE Measurement & Control Solutions a redéveloppé sa technologie à silicium résonant TERPS pour sa plate-forme “haut de gamme”. Résultats : des capteurs de pression plus précis, plus stables, pouvant aller jusqu’à 200 bar…
Deux ans après la plate-forme UNIK 5000 à technologie piézorésistive (voir Mesures n° 824), l’américain GE Measurement & Control Solutions a lancé pour les applications “haut de gamme” (aérospatiale, pétrochimie, océanographie, métrologie, instrumentation industrielle…) une nouvelle plate-forme de capteurs de pression, composé d’ores et déjà des modèles RPS 8000 et DPS 8000. La particularité de cette plate-forme est qu’elle repose sur la technologie à silicium résonant ou TERPS, pour Trench Etched Resonant Pressure.
Un champ électrostatique met en résonance la structure en silicium et, lorsqu’une pression est appliquée, le résonateur est étiré et sa fréquence change selon la pression. « Il ne s’agit pas réellement d’une nouvelle technologie car la société Druck [elle a été rachetée par General Electric en 2002, NDR], l’utilisait déjà il y a plus d’une dizaine d’années. Les différences essentielles entre les capteurs RTP existants et ceux que nous venons d’introduire résident dans l’élément sensible proprement dit et le procédé de fabrication », explique Jérôme Ignacio, spécialiste des produits de pression pour l’Europe et l’Afrique du Nord chez le fabricant.
La première innovation est en effet le passage d’une fabrication “artisanale”, à très petit volume, vers un procédé d’usinage permettant d’améliorer rendement et délais, et d’étendre les possibilités du capteur grâce notamment à une collaboration avec des universités. « Trois technologies sont désormais mises en œuvre pour la fabrication des nouveaux capteurs : les wafers SOI [Silicon-on-Insulator ou silicium sur isolant, NDR], les connexions par fusion de silicium [Silicon Fusion Bonding ou SFB, NDR] et la gravure à ions réactifs profonde [Deep Reactive Ion Etching ou DRIE, NDR] », indique Jérôme Ignacio.
Des boîtiers très compacts
Ces évolutions ont permis de rendre possible le redéveloppement de la technologie au niveau de la forme (particulière) de l’élément sensible pour atteindre des pressions plus grandes et supporter des températures plus élevées. Cela se traduit désormais, par exemple, par la présence d’une membrane séparatrice en Hastelloy avec huile de remplissage, d’où une robustesse accrue vis-à-vis des environnements difficiles. « Non seulement les spécifications des capteurs ont été au minimum conservées mais aussi leur boîtier, avec des dimensions (ØxL) de 25x84 mm, est plus compact que celui des produits concurrents », affirme Jérôme Ignacio.
Côté spécifications, les étendues de mesure disponibles vont de 0-2 bar à 0-70 bar absolus, voire d’ici à la fin de l’année jusqu’à 200 bar absolus. « Alors que les modèles RTP existants étaient limités à 3,5 bar absolus, un seul capteur RPS 8000 ou DPS 8000 peut être installé pour différentes étendues de mesure, réduisant la maintenance », explique Jérôme Ignacio. Le temps de réponse (T90) est, quant à lui, inférieur à 300 ms et la précision, la justesse et la stabilité à long terme sont respectivement de 0,02 % de la pleine échelle, 0,0225 % et ±0,02 % par an en version Standard, et de 0,01 % de la pleine échelle, 0,0144 % et ±0,01 % par an en version Improved. A cela s’ajoutent une compensation en température de –10 à +50 °C ou de –40 à +85 °C, différents raccords process et électriques, une sortie fréquence TTL ou directement une sortie numérique RS-232/485 avec le DPS 8000…
Cédric Lardière
