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压力传感器工作原理

2014-10-26 20:06:32点击:

传感器是由弹性元件、电阻应变片等组成。在压力传感器中,一般是将4个电阻应变片成对地横向或纵向粘贴在弹性元件的表面,使应变片分别感受到元件的压缩和拉伸变形,并将4个应变片接成电桥电路,从电桥的输出中就可以得到应变量的大小,从而得知作用于弹性元件上的力。压力传感器主要用来测量荷重及力,流动介质动态或静态压力等。

下面介绍几种常见的压力传感器工作原理:

1、电阻应变片的工作原理   
金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象,俗称为电阻应变效应。
金属导体的电阻值可用下式表示:   
ρ——金属导体的电阻率(Ω。cm2/m )   
S ——导体的截面积(cm2 )   
L ——导体的长度(m )    
2 、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。    

3 、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。 

4 、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。   

5 、压电压力传感器原理    压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英(二氧化硅)是一种天然晶体,压电效应就是在这种晶体中发现的,在一定的温度范围之内,压电性质一直存在,但温度超过这个范围之后,压电性质完全消失(这个高温就是所谓的 “居里点”)。由于随着应力的变化电场变化微小(也就说压电系数比较低),所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。