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壓力傳感器工作原理

發(fā)布日期：2013-05-22 08:58  瀏覽次數(shù)：

傳感器是由彈性元件、電阻應(yīng)變片等組成。在壓力傳感器中，一般是將4個電阻應(yīng)變片成對地橫向或縱向粘貼在彈性元件的表面，使應(yīng)變片分別感受到元件的壓縮和拉伸變形，并將4個應(yīng)變片接成電橋電路，從電橋的輸出中就可以得到應(yīng)變量的大小，從而得知作用于彈性元件上的力。壓力傳感器主要用來測量荷重及力，流動介質(zhì)動態(tài)或靜態(tài)壓力等。

下面介紹幾種常見的壓力傳感器工作原理：

1、電阻應(yīng)變片的工作原理   
金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。
金屬導(dǎo)體的電阻值可用下式表示：   
ρ——金屬導(dǎo)體的電阻率（Ω。cm2/m ）   
S ——導(dǎo)體的截面積（cm2 ）   
L ——導(dǎo)體的長度（m ）    
 
2 、陶瓷壓力傳感器原理   
抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒有液體的傳遞，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個惠斯通電橋（閉橋），由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，使電橋產(chǎn)生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號，標(biāo)準(zhǔn)的信號根據(jù)壓力量程的不同標(biāo)定為2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。    

3 、擴散硅壓力傳感器原理   
工作原理被測介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上（不銹鋼或陶瓷），使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發(fā)生變化，和用電子線路檢測這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個對應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測量信號。   

4 、藍(lán)寶石壓力傳感器    
利用應(yīng)變電阻式工作原理，采用硅- 藍(lán)寶石作為半導(dǎo)體敏感元件，具有無與倫比的計量特性。   

5 、壓電壓力傳感器原理    壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度范圍之內(nèi)，壓電性質(zhì)一直存在，但溫度超過這個范圍之后，壓電性質(zhì)完全消失（這個高溫就是所謂的 “居里點”）。由于隨著應(yīng)力的變化電場變化微小（也就說壓電系數(shù)比較低），所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。