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压力传感器的原理分类

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点击次数:947 更新时间:2021年12月15日10:27:03 打印此页 关闭

            压力传感器的原理分类

压力传感器在工业现场使用已经比较普遍,我们今天可以了解下常见压力传感器的分类,我们主要讲下根据不同原理可以分为扩散硅压力传感器、陶瓷压力传感器、风压传感器、应变式压力传感器、蓝宝石压力传感器、薄膜溅射压力传感器,下面我们了解下,各种传感器的不同工作原理。

扩散硅压力传感器属于压阻压力传感器,利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术 制成的传感器。单晶硅材料在受到力的作用后,电阻率发生变化,通过测量电路就可得到正比于力变化的 电信号输出。它又称为扩散硅压阻压力传感器,它不同于粘贴式应变计需通过弹性敏感元件间接感受外力, 而是直接通过硅膜片感受被测压力的。

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。陶瓷是一种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损的材料。电气绝缘程度>2kV,输出信号强,长期稳定性好。高特性,低价格的陶 瓷传感器将是压力传感器的发展方向。但目前来说,陶瓷传感器的温漂比较大,不耐摔和震动,这个是它的缺点。

风压传感器用于无腐蚀干燥的气体的微小压力测量,10pa~10kpa

应变式压力传感器是压力传感器中应用比较多的一种传感器,也称为拉压力传感器。它一般用于测量较大的压力,广泛应用于测量管道内部压力、内燃机燃气的压力、压差和喷射压力、发动机和导弹试验中的脉动压力,以及各种领域中的流体压力等从原理上讲,应变式压力传感器,是外界的压力(或拉力)引起应变材料的几何形状(长度或宽度)发生改变,进而导致材料的电阻发生变化。检 测这个电阻变化量可以测得外力的大小。 和扩散硅的区别是,应变片式压力传感器可以测瞬间的高冲击力,响应频率高。

蓝宝石压力传感器利用应变电阻式工作原理,采用硅- 蓝宝石作为半导体敏感元件,具有无与伦比的计量特性。蓝宝石系由单晶体绝缘体元素组成,不会发生滞后、疲劳和蠕变现象;蓝宝石比硅要坚固,硬度更高,不怕形变;蓝宝石有着非常好的弹性和绝缘特性(1000 OC 以内),因此利用硅- 蓝宝石制造的半导体敏感元件,对温度变化不敏感,即使在高温条件下,也有着很好的工作特性;蓝宝石的抗辐射特性极强;另外,蓝宝石半导体敏感元件,无p-n 漂移,因此从根本上简化了 制造工艺,提高了重复性,确保了高成品率。但是成本高

 薄膜溅射压力传感器由敏感元件、变换电路和电连接器三部分组成。敏感元件用溅射工艺在不锈钢平膜片上形成一个由四个电阻组成的电桥,介质压力注入压力腔后,压力作用于平膜片上,使其发生弹性形变,引起应变电阻发生变化,使电桥失去平衡,电桥输出电压与压力成正比。变换电路由稳压器和放大电路组成,稳压器经放大电路放大实现0-5V的归一化输出。适用恶劣环境频繁冲击压力测量场合。

从上面压力传感器的原理讲述可以总结出  10Pa~10Kpa 纯净干燥气体可以选风压传感器10kpa~100Mpa可选用扩散硅压力变送器,最为常用,性价比高,-20~70℃ f=200Hz  0.1~60Mpa 可选用陶瓷压力传感器,但陶瓷的温漂大,高低温不合适。优点是不怕腐蚀,多为中低压1-250Mpa 应变式压力变送器,常用于高压型的Mpa级别高频f=400Hz,但精度不高,常规0.51.010Kpa~250Mpa 蓝宝石压力传感器;高压选用俄华通,低压选用瑞士凯乐,其精度高,稳定性好,但温漂大 500Mpa 薄膜溅射压力传感器,耐冲击

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