压力传感器分类和选择
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1、压力传感器概述压力传感器概述 王庆华n一、引言一、引言n二、压力传感器的分类二、压力传感器的分类n 1.11.1应变片压力传感器应变片压力传感器 n 1.21.2陶瓷压力传感器陶瓷压力传感器 n 1.31.3扩散硅压力传感器扩散硅压力传感器 n 1.41.4蓝宝石压力传感器蓝宝石压力传感器 n 1.51.5压电压力传感器压电压力传感器 n三、各种压力传感器的工作原理三、各种压力传感器的工作原理n 2.12.1应变片压力传感器的工作原理应变片压力传感器的工作原理n 2.22.2陶瓷压力传感器的工作原理陶瓷压力传感器的工作原理n 2.32.3扩散硅压力传感器的工作原理扩散硅压力传感器的工作原理n
2、2.42.4蓝宝石压力传感器的工作原理蓝宝石压力传感器的工作原理n 2.52.5压电压力传感器的工作原理压电压力传感器的工作原理n一、引言n 压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种自控环境，涉及水利水电、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。 n1、应变片压力传感器 n2、陶瓷压力传感器 n3、扩散硅压力传感器 n4、蓝宝石压力传感器 n5、压电压力传感器n 1.1应变片压力传感器 n 力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力
3、传感器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。下面我们主要介绍这类传感器。 n 在了解压阻式力传感器时，我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。n 电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应
4、变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是 A/D 转换和 CPU ）显示或执行机构。 n1.2陶瓷压力传感器 n 陶瓷是一种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的材料。陶瓷的热稳定特性及它的厚膜电阻可以使它的工作温度范围高达 -40 135 ，而且具有测量的高精度、高稳定性。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，在欧美国家有全面替代其它类型传感器的趋势，在中国也越来越多的用户使用陶瓷传感器替代扩散硅压力传感器。 n1.3扩散硅压力传感器 n 扩
5、散硅压力传感器是结合重负荷，温差影响极少的strain gauge，预先设定温差补偿的psi/bar压力传感器，提供最理想解决一些困难的油压或气压的传感问题。压力范围有真空至400bar。由于多种不同原因，压力系统往往出现突然超出正常使用压力，而导致压力传感器损坏，坚固耐用的psi/bar更提供4倍的超压力保护（1%零位移动），10倍超压的防爆裂保护及抗震动的影响。 寿命长于100百万次 高抵御震荡能力 全不锈钢接触件 高安全性，免受RFI、EMI及静电影响 不受突变压力影响（如水击、常变泵压及压力的猛动） 适合用于温度极差的环境 不需要定期调节 适合艰巨的使用环境，如运输工具或油压系统 可用
6、于腐蚀性介质 符合高稳定性及长时间使用要求 符合CE标准，可用于接近高电压或有无线电影响的环境下性能 n1.4蓝宝石压力传感器n 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，硅 - 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。 用硅 - 蓝宝石半导体敏感元件制造的压力传感器和变送器，可在最恶劣
7、的工作条件下正常工作，并且可靠性高、精度好、温度误差极小、性价比高。 n1.5压电压力传感器n 压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。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。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业，例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力，也可以用来测量微小的压力。 n2.1 应变片压力
