壓力變送器是在工業(yè)實(shí)踐中zui常用的一種傳感器‚它廣泛適用于各行業(yè)自動(dòng)控制環(huán)境‚包括水利水電‚鐵路交通‚智能建筑‚生產(chǎn)自動(dòng)化控制‚航空航天‚‚石油‚石化‚電力電力‚船舶‚機(jī)床‚管道等眾多行業(yè)‚在簡單介紹了一些常用的傳感器的原理及其應(yīng)用

*‚應(yīng)變式壓力變送器原理及應(yīng)用

力學(xué)傳感器的種類很多‚如電阻應(yīng)變計(jì)壓力變送器‚半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)壓力變送器‚壓力抗壓力變送器‚電感式壓力變送器‚電容式壓力變送器‚壓力變送器‚諧振式電容式加速度傳感器等。但應(yīng)用廣泛的抗壓力變送器‚它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及更好的直線特征。下面我們主要介紹這類傳感器。

當(dāng)解壓縮反力傳感器‚我們*次知道電阻應(yīng)變計(jì)這種部分。電阻應(yīng)變計(jì)是一種測量的應(yīng)變變化會(huì)轉(zhuǎn)變成一種電子信號(hào)敏感元件。它一反應(yīng)變傳感器的主要成分。電阻應(yīng)變儀應(yīng)用zui多的是金屬電阻應(yīng)變計(jì)和半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)2種。金屬電阻應(yīng)變計(jì)也有絲狀應(yīng)變片和金屬箔應(yīng)變計(jì)2種形狀。通常是通過特殊貼應(yīng)變計(jì)組成緊密凝集產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基板‚基板應(yīng)力時(shí)的應(yīng)力變化‚電阻應(yīng)變計(jì)也一起的變形‚使應(yīng)變片阻值有變化‚從而使加電壓變化的電阻。這種應(yīng)變計(jì)壓力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小‚一般這類應(yīng)變計(jì)的所有組成應(yīng)變橋‚并對其進(jìn)行擴(kuò)大通過以下儀表放大器‚再傳遞給處理電路（通常是模數(shù)轉(zhuǎn)換和*處理器）顯示或執(zhí)行代理。

金屬電阻應(yīng)變計(jì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

如圖1所示‚是電阻應(yīng)變計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖‚它由基體材料‚金屬應(yīng)變或應(yīng)變片‚絕緣片和引出線等部分組成。根據(jù)用途不同‚電阻應(yīng)變計(jì)電阻可以設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)師‚但電阻值范圍應(yīng)注意：阻值太小‚需要驅(qū)動(dòng)電流過大‚同時(shí)應(yīng)變計(jì)‚散發(fā)出的熱量使自己高熱‚在不同的環(huán)境中使用‚使應(yīng)變片阻值變化太大‚輸出零漂移明顯‚調(diào)零電路太復(fù)雜。但阻力太大‚阻抗太高‚抗外界電磁干擾的能力較差。一般為幾十歐姆到幾十kiloohms約。

電阻應(yīng)變計(jì)的工作原理

金屬電阻應(yīng)變計(jì)的工作原理是吸附應(yīng)變電阻的阻值變化的現(xiàn)象‚在基體材料‚隨著機(jī)械變形‚命名為電阻應(yīng)變效應(yīng)。金屬導(dǎo)體電阻值可以使用類型指示‚

式中：盧-金屬導(dǎo)體電阻率（歐米茄平方厘米/米）

-導(dǎo)體截面積（平方厘米）

我指揮的長度（米）

我們用金屬箔應(yīng)變電阻為例‚當(dāng)浮華外力過程‚它的長度和橫截面積可以改變‚可以很容易的在公式看‚其電阻值即可以有變化‚如金屬絲細(xì)長的外生過程的時(shí)間‚其長度增加‚但橫截面積減少‚電阻值可增加。當(dāng)液體壓縮外力過程‚長度減少而增加部分‚電阻值降低。只要確定了（通常是調(diào)查性開始和結(jié)束的電阻變化的電壓）‚進(jìn)而得出應(yīng)變金屬絲緊張情緒

第二‚陶瓷壓力傳感器原理及應(yīng)用

耐腐蝕陶瓷壓力傳感器‚沒有液體傳輸‚壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面‚使膜片具有變形小‚耐厚膜印刷在陶瓷膜片連接后‚有利于石頭橋（關(guān)閉橋）‚因壓敏電阻壓力反效應(yīng)‚使電橋產(chǎn)生成正比的高度線性的‚也有直接的比例與激勵(lì)電壓的電壓信號(hào)‚根據(jù)不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的測量范圍為2 /3 /3.3/五等‚可能是兼容與應(yīng)變型傳感器。通過激光標(biāo)定‚傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性‚傳感器將溫度補(bǔ)償0~70??？可能絕大多數(shù)介質(zhì)直接接觸。

陶瓷是一種識(shí)別高彈性‚抗腐蝕‚抗磨損‚抗沖擊和振動(dòng)。陶瓷熱穩(wěn)定特性和它厚膜阻力可能導(dǎo)致其工作溫度范圍高達(dá)135- 40~??？此外‚具有測量精度高‚穩(wěn)定性高。工頻絕緣程度‚輸出信號(hào)強(qiáng)‚長期穩(wěn)定性好。高性能‚低價(jià)格的陶瓷傳感器將壓力變送器的發(fā)展方向‚已在歐美國家全面取代其他類型的傳感器的傾向‚替代擴(kuò)散硅壓力變送器在中國也越來越多的用戶使用陶瓷傳感器。

第三‚擴(kuò)散硅壓力變送器原理及應(yīng)用

工作原理

測量介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器膜片（不銹鋼或陶瓷）‚使隔膜生產(chǎn)有直接關(guān)系的介質(zhì)壓力的微小位移‚使傳感器的電阻值的變化‚探討這一變化的用電線路改造‚并輸出對應(yīng)于這種壓力標(biāo)準(zhǔn)測量信號(hào)。

第四‚陶瓷壓力傳感器原理及應(yīng)用

利用電阻應(yīng)變式工作原理‚采用硅-藍(lán)寶石以半導(dǎo)體敏感元件‚具有的特性測量。

藍(lán)寶石是由單晶絕緣體元素組成‚不能有滯后‚疲倦和緩慢變化的現(xiàn)象；藍(lán)寶石必須牢固程度比硅‚硬度高‚不變形；藍(lán)寶石具有*的彈性和絕緣特性（在1000℃）‚因此‚該使用硅-藍(lán)寶石制造半導(dǎo)體敏感單元‚是敏感的溫度變化‚即使在炎熱的條件下‚也有很好的操作因素；藍(lán)寶石的抗輻射特性大大增強(qiáng)；此外‚硅-藍(lán)寶石半導(dǎo)體敏感元件‚非p - n漂流‚因此‚從根本上簡化了制造工藝‚提高了重復(fù)‚保證了高成品率。

壓力變送器制造與硅-藍(lán)寶石半導(dǎo)體敏感元件和變化提供‚可在惡劣工況下正常工作‚且可靠性高‚精度好‚溫度誤差zui小‚價(jià)格高于。

本表按壓力變送器‚變送器構(gòu)成的雙隔膜：鈦合金和鈦合金接收測量膜片隔膜。有異質(zhì)外延應(yīng)變靈敏電橋電路的藍(lán)寶石薄片‚焊接在鈦合金測量膜片。測量壓力傳輸?shù)浇邮盏母裟ぃǜ裟ず透裟な盏秸{(diào)查與張力桿牢固連接在一起）。在壓力的作用下‚鈦合金接收膜片的變形‚這種變形后的硅-藍(lán)寶石敏感單元‚其電橋輸出可以改變‚變化幅度與被測壓力成正比。

該傳感器電路可以保證應(yīng)變電橋電路的供電‚并將應(yīng)變電橋不平衡信號(hào)的統(tǒng)一的電子輸出信號(hào)（0 - 5‚4 - 20mA或0 - 5V）。在一定的壓力變送器和變化提供中心‚藍(lán)寶石薄片‚與陶瓷基板玻璃焊料極連接在一起‚發(fā)揮作用的彈性部分‚被測壓力轉(zhuǎn)化為應(yīng)變計(jì)的變形‚從而達(dá)到壓力調(diào)查目標(biāo)。

第五‚壓電壓力傳感器原理及應(yīng)用

在壓電傳感器主要采用壓電材料包括石英‚鉀酒石酸鈉和磷酸二氫胺。石英（二氧化硅）是一種天然水晶的壓電效應(yīng)‚發(fā)現(xiàn)在這種晶體‚在一定溫度范圍內(nèi)‚壓電性質(zhì)一直存在‚但后溫度超過這個(gè)范圍‚壓電性質(zhì)*消失（高溫所謂的“居里”）。因?yàn)殡S著應(yīng)力變化的電場變化?。ㄟ€說‚壓電系數(shù)比較低）‚因此逐漸取代其他壓電石英晶體。但酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù)‚但它只能才可以申請?jiān)谑覝睾蜐穸群艿偷沫h(huán)境。磷酸二氫胺屬于人造水晶‚能承受較高的溫度和濕度很高‚因此已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。