一、定義:
壓力傳感器是用于測量液體與氣體的壓強的傳感器。與其他傳感器類似,壓力傳感器工作時將壓力轉換為電信號輸出。
二、壓力傳感器分類:
壓力傳感器在使用的技術,設計,性能表現,工作適應條件與價格上有很大的差異。初略估計,有60種以上技術的壓力傳感器和至少300家企業生產壓力傳感器。
壓力傳感器可以通過它們所能測量的壓強范圍,工作溫度以及壓強類型而進行分類;其中最重要的是壓強類型。若依壓強類型分類的方式中,壓力傳感器可以分為以下五類:
①、絕對壓力傳感器:
這種壓力傳感器量測流體真正的壓強,也就是相對于真空壓強下的壓強。海平面上的絕對大氣壓力是101.325kPa(14.7?PSI)。
②、表壓力傳感器(gauge pressure sensor):
這種壓力傳感器可以量測某一特定的位置下,相對大氣壓的壓強,胎壓計就是一個例子,當胎壓計顯示讀數為0PSI,表示輪胎內部的壓力等于大氣壓力,為14.7PSI。
③、真空壓力傳感器:
這種壓力傳感器用來量測小于一大氣壓的壓強,工業界有些真空壓力傳感器的讀值是相對于一大氣壓(讀值為負值),而有些是以其絕對壓力為準。
④、壓差計:
此儀器用來量測二個壓強之間的壓強差,例如量測濾油器兩端的壓力差,壓差計也用來量測流量或量測壓力容器內的液面高度。
⑤、密封壓力傳感器:
此儀器和表壓力傳感器類似,不過此儀器會經過特別的校正,其量測的壓強是相對海平面的壓強。
若根據結構與原理的不同,可分為:應變式、壓阻式、電容式、壓電式、振頻式壓力傳感器等。此外還有光電式、光纖式、超聲式壓力傳感器等。
1、應變式壓力傳感器
應變式壓力傳感器是一種通過測量各種彈性元件的應變來間接測量壓力的傳感器。根據制作材料的不同,應變元件可以分為金屬和半導體兩大類。應變元件的工作原理基于導體和半導體的“應變效應”,即當導體和半導體材料發生機械變形時,其電阻值將發生變化。
當金屬絲受外力作用時,其長度和截面積都會發生變化,其電阻值即會發生改變,假如金屬絲受外力作用而伸長時,其長度增加,而截面積減少,電阻值便會增大。當金屬絲受外力作用而壓縮時,長度減小而截面增加,電阻值則會減小。只要測出加在電阻兩端的電壓的變化,即可獲得應變金屬絲的應變情況。
2、壓阻式壓力傳感器
壓阻壓力傳感器是指利用單晶硅材料的壓阻效應和集成電路技術制成的傳感器。單晶硅材料在受到力的作用后,電阻率發生變化,通過測量電路就可得到正比于力變化的電信號輸出。它又稱為擴散硅壓阻壓力傳感器,它