新闻标题:压力传感器的的工作原理

日期:2015/7/16 8:55:18浏览量:  次

压力传感器是工业实践中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。

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。

一、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

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()

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。

二、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070℃,并可以和绝大多数介质直接接触。

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。

三、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 4-20mA0-5V)。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。

四、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。

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。

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