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压力传感器工作原理是什么

来源:http://www.ligentcn.com/news/251.html发布时间:2017-10-30

导读:压力传感器是一种专门用来测试压力大小的电子检测设备,压力传感器的分类繁多、应用广泛,都是依赖于其稳定性特性,但它是怎样具有这样的特性呢?下面我们看看深圳市力准传感技术有限公司为大家介绍一下几种压力传感器的工作原理。

1. 压力传感器工作原理--简介

压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器。一般普通压力传感器的输出为模拟信号,或在一段连续的时间间隔内,输出为数字信号。而通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的,这样的传感器也称为压电传感器。


2. 压力传感器工作原理—压力传感器的分类

压力传感器的类型非常多,主要有应变式压力传感器、陶瓷压力传感器、扩散硅压力传感器、蓝宝石压力传感器、压电压力传感器等,下面我分别为大家介绍一下这几类的工作原理。

3. 压力传感器工作原理--应变片压力传感器原理

电阻应变片压力传感器的核心部分是电阻应变片,如图1 所示,是电阻应变片的结构示意图,


金属导体的电阻值可用下式表示:

R=ρ·L/S.

式中:

ρ--电阻材料的电阻率

L--电阻材料的长度(米)

S--电阻材料的截面面积(平方厘米)

当金属丝受外力作用时,其长度和截面积都会发生变化,从上式中可很容易看出,其电阻值即会发生改变,假如金属丝受外力作用而伸长时,其长度增加,而截面积减少,电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时,长度减小而截面增加,电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化(通常是测量电阻两端的电压),即可获得 应变金属丝的应变情。

4. 压力传感器工作原理--陶瓷压力传感器原理

陶瓷压力传感器原理:抗腐蚀的陶瓷压力传感器没有液体的传递,压力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片产生微小的形变,厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面,连接成一个惠斯通电桥(闭桥),由于压敏电阻的压阻效应,使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号,标准的信号根据压力量程的不同标定为2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等,可以和应变式传感器相兼容。通过激光标定,传感器具有很高的温度稳定性和时间稳定性,传感器自带温度补偿0~70℃,并可以和绝大多数介质直接接触。


5. 压力传感器工作原理--扩散硅压力传感器原理

工作原理:被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上(不锈钢或陶瓷),使膜片产生与介质压力成正比的微位移,使传感器的电阻值发生变化,和用电子线路检测这一变化,并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。

原理图


6. 压力传感器工作原理--蓝宝石压力传感器原理

蓝宝石压力传感器原理:利用应变电阻式工作原理,在压力的作用下,钛合金接收膜片产生形变,该形变被硅- 蓝宝石敏感元件感知后,其电桥输出会发生变化,变化的幅度与被测压力成正比。

传感器的电路能够保证应变电桥电路的供电,并将应变电桥的失衡信号转换为统一的电信号输出(0-5 ,4-20mA或0-5V)。在绝压压力传感器和变送器中,蓝宝石薄片,与陶瓷基极玻璃焊料连接在一起,起到了弹性元件的作用,将被测压力转换为应变片形变,从而达到压力测量的目的。


7. 压力传感器工作原理--压电压力传感器原理

工作原理:当薄圆筒内侧受到压力作用时,圆筒的内张力增大,从而使其固有振动频率升高。利用此效应。只要测出振筒的固有振动频率,就可知道压力大小。圆筒的固有振动频率的测量精度决定于筒的谐振品质因数Q、信号处理电路和时钟信号精度。


图13-14示出圆筒式压电压力传感器的典型结构原理。

它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用,特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。

8. 压力传感器工作原理—参考资料

1. 为输液泵选择触力和压力传感器的三大关键因素

2.智能压力传感器系统设计

3. 压力、压差变送器

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