压力传感器在工业实践中是应用极为广泛的传感器之一,广泛应用于水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业,为各类自控环境提供了强大的支持。
压力传感器主要由压力敏感元件和信号处理单元组成,其分类依据不同可以有多种形式。下面将为您详细解析几种常见的压力传感器。
什么是压力传感器?
压力传感器(Pressure Transducer)是一种能够将压力信号转化为电信号输出的器件或装置。
压电式压力传感器
原理:压电式压力传感器主要基于压电效应进行工作。它使用的压电材料包括石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺等。其中,石英是一种天然晶体,具有压电性质,在特定温度范围内,这种性质是稳定的。
压电效应在多晶体中得以应用,如压电陶瓷,包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷和铌镁酸铅压电陶瓷等。它主要用于测量加速度、压力和力等,具有结构简单、体积小、重量轻、寿命长等优点。
应用:压电式压力传感器在飞机、汽车、船舶等振动和冲击测量中得到了广泛应用,尤其在航空和宇航领域具有特殊地位。它还可用于测量发动机内部燃烧压力和真空度,以及军事工业中的炮口冲击波压力等。
应变片式压力传感器
电阻应变片是压阻式应变传感器的重要组成部分。其工作原理是吸附在基体材料上的应变电阻随机械形变而产生阻值变化。
应变片通过特殊的粘合剂紧密地附着在产生力学应变的基体上。当基体受到应力作用产生形变时,电阻应变片也随之产生形变,从而导致其阻值发生变化,进而使加在电阻上的电压发生变化。
这种应变片通常与后续的仪表放大器配合使用,以放大电压信号并传输给处理电路进行显示或执行操作。
陶瓷式压力传感器
原理:陶瓷式压力传感器基于压阻效应工作,当压力直接作用于陶瓷膜片的前表面时,使其产生微小形变。厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面,形成一个惠斯通电桥(闭桥),从而产生与压力成正比的电压信号。
应用:陶瓷是一种具有高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的材料。其工作温度范围广泛,从-40℃到135℃,具有高精度和高稳定性。由于具有这些优点,陶瓷传感器已成为压力传感器的一个重要发展方向。
蓝宝石式压力传感器
原理:蓝宝石式压力传感器利用硅-蓝宝石作为半导体敏感元件进行工作,具有出色的计量特性。
随着半导体技术的发展,半导体压力传感器逐渐崭露头角。其体积小、质量轻、准确度高、温度特性好,尤其是随着MEMS技术的发展,半导体传感器正朝着微型化、低功耗、高可靠性的方向发展。
明治之选,智造之悦。