压阻式压力传感器_压阻式压力传感器工作原理

招生章程 2025-04-14 10:39:33

如何正确使用称重传感器

对于如何正确使用称重传感器:

压阻式压力传感器_压阻式压力传感器工作原理压阻式压力传感器_压阻式压力传感器工作原理


压阻式压力传感器_压阻式压力传感器工作原理


1、首先根据所需安装称重传感器的地点进行尺寸测量,从而决定称重传感器的结构及尺寸选型半导体应变片、配合测量电路、应变仪。;

2、了解称重传感器使用时的用途,决定称重传感器的参传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量,而且对其方向性要求较高,则应选择其它方向灵敏度小的传感器;如果被测量是向量,则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。数及满量程的选择;

3、对称重传感器进行安装时按照安装说明进行,尽可能规范安装;

4、接线正确后就能正确使用。

斯巴拓传感器的种类繁多,如电阻应变片感应器、谐振式压力传感器、半导体应变片测力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、压阻式压力传感器、及电容式加速度传感器等。?在认识压阻式力传感器时,我们应该提前认识一下电阻应变片这些元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变力变动转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变力传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用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。通常情况下是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在发生力学应变力基体上,当基体载荷发生应力变动时,电阻应变片也一起发生形变,使应变片的电阻值发生变化,所以使加上电阻上的电压发生变化。这些应变片在载荷时发生的电阻值变动通常情况下较小,一般这些应变片都组成应变力电桥,并通过后续的仪表或变送器进行放大,再传输数据给处理电路(通常情况下是A/D转换和处理桥臂阻?)力值显示或信号输出机构。

压阻式压力传感器的压力测量实验灵敏度怎么算

工作原理、结构形式、静特性(变间隙式、变面积式、变介质常数式)。

压阻式压力传感器的压力测量实验灵敏度算的方法:

2)利压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器,而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的,这样的传感器也称为压电传感器。

1、设法:设四个扩散电阻的起始电阻都相等且为R,当有应力作用时,两个电阻的阻值增加,增加量为ΔR,两个电阻的阻值减小,减小量为ΔR;另外由于温度影响,使每个电阻都有ΔRT的变化量。

2、实验法:实验仪器压力传感器模块、温度传感器模块、数显单元、直流稳压源+5V、15V。

压电式与压阻式传感器的优缺点!

前者的原理是压电效应,后者原理是受力后的应变

前者的缺点是电荷泄露,优点是结构简单,灵敏度和信噪比高

后者的缺点是信噪比不高,而且结构比前者复杂,优点是便宜,传统的机械量压力传感器是基于金属弹性体受力变形,由机械量弹性变形到电量转换输出,因此它不可能如MEMS压力传感器那样,像集成电路那么微小,而且成本也远远高于MEMS压力传感器。相对于传统的机械量传感器,MEMS压力传感器的尺寸更小,的不超过一个厘米,相对于传统“机械”制造技术,其性价比大幅度提高。耐用,频率响应好

哪位高人能提供压阻式压力传感器的原理图和连接方法

压阻式压力传感器是利用晶体的压阻效应制成的传感器。当它受到压力作用时,应变元件的电阻发生变化,从而使输出电压发生变化。一般压阻式压力传感器是在硅膜片上做成四个等值的电阻的应变元件,构成惠斯登电桥。当受到压力作用时,一对桥臂的电阻变大,而另一对桥臂电阻变小,电桥失去平衡,输出一个与压力成正比的电压。由于硅压阻式压力传感器的灵敏系数叱金属应变的灵敏系数大50

100倍,故硅压阻式压力传感器的满量程输出可达几十毫伏至二百多毫伏,有时不需要放大就可直接测量。另外,压阻式压力传感器还有易于化、测量范围宽、频率响应好(可测几千赫的脉动压力)和精度高等特点。但在使用过程中,要注意硅压阻式压力传感器对温度很敏感,在具体的应用电路中要采用温度补偿。目前,大多数硅压阻式压力传感器已将温度补充电路做在传感器中,从而使得这类传感器的温度系数小于±0.3%的量程。

但实际上,任何传感器都不能保证的线性,其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时,在一定的范围内,可将非线性误较小的传感器近似看作线性的,这会给测量带来极大的方便。图4-18是压阻式压力传感器的典型应用电路。该电路由ai,vdi,vti和ri构成恒流源电路对电桥供电,输出1.5

ma的恒定电流。

为了保证测量电路的精度,在测量电路中设置了由vd3和~组成的发展状况 1954年C.S.史密斯详细研究了硅的压阻效应,从此开始用硅制造压力传感器。早期的硅压力传感器是半导体应变计式的。后来在 N型硅片上定域扩散P型杂质形成电阻条,并接成电桥,制成芯片。此芯片仍需粘贴在弹性元件上才能敏感压力的变化。采用这种芯片作为敏感元件的传感器称为扩散型压力传感器。这两种传感器都同样采用粘片结构,因而存在滞后和蠕变大、固有频率低、不适于动态测量以及难于小型化和集成化、精度不高等缺点。70年代以来制成了周边固定支撑的电阻和硅膜片的一体化硅杯式扩散型压力传感器。它不仅克服了粘片结构的固有缺陷,而且能将电阻条、补偿电路和信号调整电路集成在一块硅片上,甚至将处理器与传感器集成在一起,制成智能传感器(见单片计算机)。这种新型传感器的优点是:①频率响应高(例如有的产品固有频率达1.5兆赫以上),适于动态测量;②体积小(例如有的产品外径可达0.25毫米),适于化;③精度高,可达0.1~0.01%;④灵敏高,比金属应变计高出很多倍,有些应用场合可不加放大器;⑤无活动部件,可靠性高,能工作于振动、冲击、腐蚀、强干扰等恶劣环境。其缺点是温度影响较大(有时需进行温度补偿)、工艺较复杂和造价高等。温度补偿电路,其原理是利用硅二极管对温度很敏感而作为温度补偿无件。一般二极管的温度系数为-2

mv/℃。调节wl可获得的温度补偿效果。

运放a3和a4组成两级动放大电路,放大倍数约为60,并由w2来调节增益的大小。

若传感器在零压力时,测量电路的输出不为零,这时要在电路中增加零输出调整电路。如图4-18所示,调节w2的大小,以达到使传感器在零压力时输出为零。

求压阻式传感器原理以及原理图?

2.压电式压力传感器

压阻式压力传感器是利用晶体的压阻效应制成的传感器。当它受到压力作用时,应变元件的电阻发生变化,从而使输出电压发生变化。一般压阻式压力传感器是在硅膜片上做成四个等值的电阻的应变元件,构成惠斯登电桥。当受到压力作用时,一对桥臂的电阻变大,而另一对桥臂电阻变小,电桥失去平衡,输出一个与压力成正比的电压。由于硅压阻式压力传感器的灵敏系数叱金属应变的灵敏系数大50 100倍,故硅压阻式压力传感器的满量程输出可达几十毫伏至二百多毫伏,有时不需要放大就可直接测量。另外,压阻式压力传感器还有易于化、测量范围宽、频率响应好(可测几千赫的脉动压力)和精度高等特点。但在使用过程中,要注意硅压阻式压力传感器对温度很敏感,在具体的应用电路中要采用温度补偿。目前,大多数硅压阻式压力传感器已将温度补充电路做在传感器中,从而使得这类传感器的温度系数小于±0.3%的量程。

图4-18是压阻式压力传感器的典型应用电路。该电路由Ai,VDi,VTi和Ri特点:材料、特性、适应及应用。构成恒流源电路对电桥供电,输出1.5 mA的恒定电流。

为了保证测量电路的精度,在测量电路中设置了由VD3和~组成的温度补偿电路,其原理是利用硅二极管对温度很敏感而作为温度补偿无件。一般二极管的温度系数为-2 mV/℃。调节Wl可获得的温度补偿效果。

运放A3和A4组成两级动放大电路,放大倍数约为60,并由W2来调节增益的大小。

若传感器在零压力时,测量电路的输出不为零,这时要在电路中增加零输出调整电路。如图4-18所示,调节W2的大小,以达到使传感器在零压力时输出为零。

压阻式压力传感器的压阻式传感器的应变与温度交叉灵敏度分析

压阻式传感器是在圆形硅膜片上扩散出四个电阻,这四个电阻接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。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数,但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用<-- adcode -->成惠斯登电桥。设四个扩散电阻的起始电阻都相等且为R,当有应力作用时,两个电阻的阻值增加,增加量为ΔR,两个电阻的阻值减小,减小量为ΔR;另外由于温度影响,使按测量介质的不同,可分为干燥气体、气体液体、强腐蚀性液体、黏稠液体、高温气体液体等,根据不同的介质正确选型,有利于延长变送器的使用寿命。每个电阻都有ΔRT的变化量。若电桥的供桥电压为U,则它的输出电压为:

压力传感器

用压力引起极板位移的电容式压力传感器.

通常把压力测量仪表中的电测式仪表称为压力传感器(pressuretransducer)。它是把压力信号转变为电压信号输出的传感器。通常把压力传感器一般由弹性敏感元件和位移敏感元件组成。弹性敏感元件的作用是使被测压力作用于某个面积上并转换为位移或应变,然后由位移敏感元件或应变计转换为与压力成一定关系的电信号。有时把这两种元件的功能集于一体。 应用范围:一是用于气压的检测,包括进气真空度、大气压力、气缸内的气压及 轮胎 气压等;二是用于油压的检测,包括变速箱油压、制动阀油压及 悬挂 油压等。

压力传感器特点

1.介质的腐蚀性如何,导电性如何。根据介质的这些属性选用相应类型的传感器。

2.介质温度范围如何,一是介质的经常性的温度范围为多少,根据此信息选择补偿温度与其范围一致的传感器,二是介质的温度范围,根据此信息选择使用温度范围一致的传感器。

3.若以上两点如果选择不正确,极有可能损害传感器甚至引起。你好,我是余姚赛尔斯的技术员。

压力传感器分类

压力传感器的类型多,目前比较常用的有压阻式压力传感器和压电式压力传感器两种。

1.压阻式压力传感器

压阻式压力传感器的工作原理是当压敏电阻受压后产生电阻变化,通过放大器放大并采用标准压力标定,即可进行压力检测。压阻式压力传感器的性能主要取决于压敏元件(即压敏电阻)、放大电路,以及生产中的标定和老化工艺。

压阻式传感器是用集成电路工艺技术,在硅片上制造出四个等值的薄膜电阻,并组成电桥电路。当不受力作用时,电桥处于平衡状态,无电压输出;当受到力作用时,电桥失去平衡,输出与应力成正比的电压。压阻式传感器的工作原理与传统的半导体应变式传感器的工作原理一样,都是基于半导体材料的压阻效应。

压电式压力传感器原理基于压电效应。压电效应是某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时,其内部会产生极化现象,同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后,它又会恢复到不带电的状态,这种现象称为正压电效应。

当作用力的方向改变时,电荷的极性也随之改变。相反,当在电介质的极化方向上施加电场,这些电介质也会发生变形,电场去掉后,电介质的变形随之消失,这种现象称为逆压电效应。压电式压力传感器的种类和型号繁多,按弹性敏感元件和受力机构的形式可分为膜片式和活塞式两类。膜片式主要由本体、膜片和压电元件组成。压电元件支撑于本体上,由膜片将被测压力传递给压电元件,再由压电元件输出与被测压力成一定关系的电信号。

这种传感器的特点是体积小、动态特性好、耐高温等。现代测量技术对传感器的性能出越来越高的要求。压电材料最适合于研制这种压力传感器。石英是一种非常好的压电材料,压电效应就是在它上面发现。目前比较有效的办法是选择适合高温条件的石英晶体切割方法。

压力传感器常见故障

1.是变送器与指针式压力表对照偏大。出现偏是正常的现象,确认正常的偏范围即可;

2.压力上去,变送器输上不去。出现此情况,应先检查压力接口是否漏气或者被堵住,如果确认不是,检查接线方式和检查电源,如电源正常则进行简单加压看输出是否变化,或者察看传感器零位是否有输出,若无变化则传感器已损坏,可能是仪表损坏或者整个系统的其他环节的问题;

3.加压变送器输出不变化,再加压变送器输出突然变化,泄压变送器零位回不去,很有可能是压力传感器密封圈的问题。

常见的是由于密封圈规格原因,传感器拧紧之后密封圈被压缩到传感器引压口里面堵塞传感器,加压时压力介质进不去,但在压力大时突然冲开密封圈,压力传感器受到压力而变化。排除这种故障的方法是将传感器卸下,直接察看零位是否正常,若零位正常可更换密封圈再试;

4.变送器输出信号不稳。这种故障有肯是压力源的问题。压力源本身是一个不稳定的压力,很有可能是仪表或压力传感器抗干扰能力不强、传感器本身振动很厉害和传感器故障;

5.微压变送器安装位置对零位输出的影响。微压变送器由于其测量范围很小,变送器中传感元件会影响到微压变送器的输出。

压力传感器的主要性能参数

1.损坏压力

损坏压力是指能够加工在传感器上且不使传感器元件或传感器外壳损坏的压力。

2.额定压力范围

额定压力范围是满足标准规定值的压力范围。也就是在和温度之间,传感器输出符合规定工作特性的压力范围。在实际应用时传感器所测压力在该范围之内。

3.压力范围

压力范围是指传感器能长时间承受的压力,且不引起输出特性性改变。特别是半导体压力传感器,为提高线性和温度特性,一般都大幅度减小额定压力范围。因此,即使在额定压力以上连续使用也不会被损坏。一般压力是额定压力值的2-3倍。

4.线性度

线性度是指在工作压力范围内,传感器输出与压力之间直线关系的偏离。

5.温度范围

压力传感器的温度范围分为补偿温度范围和工作温度范围。补偿温度范围是由于施加了温度补偿,精度进入额定范围内的温度范围。工作温度范围是保证压力传感器能正常工作的温度范围。

6.压力迟滞

压阻式传感器的结构

这种传感器采用集成工艺将电阻条集成在单晶硅膜片上,制成硅压阻芯片,并将此芯片的周边固定封装于外壳之内,引出电极引线(图1)。压阻式压力传感器又称为固态压力传感器,它不同于粘贴式应变计需通过弹性敏感元件间接感受外力,而是直接通过硅膜片感受被测压力的。图1 中硅膜片的一面是与被测压力连通的高压腔,另一面是典型的MEMS压力传感器管芯(die)结构和电原理,左是电原理图,即由电阻应变片组成的惠斯顿电桥,右为管芯内部结构图。典型的MEMS压力传感器管芯可以用来生产各种压力传感器产品。MEMS压力传感器管芯可以与仪表放大器和ADC管芯封装在一个封装内(MCM),使产品设计师很容易使用这个高度集成的产品设为在室温下及工作压力范围内,从最小工作压力和工作压力趋近某一压力时,传感器输出之。 压力传感器特点 压力传感器分类 压力传感器常见故障 压力传感器的主要性能参数 @2019计最终产品。与大气连通的低压腔。硅膜片一般设计成周边固支的圆形,直径与厚度比约为20~60。在圆形硅膜片(N型)定域扩散4条P杂质电阻条,并接成全桥,其中两条位于压应力区,另两条处于拉应力区,相对于膜片中心对称。图2中是两种压力传感器的膜片,图中数字的单位为毫米。此外,也有采用方形硅膜片和硅柱形敏感元件的。硅柱形敏感元件也是在硅柱面某一晶面的一定方向上扩散制作电阻条,两条受拉应力的电阻条与另两条受压应力的电阻条构成全桥。

机油压力传感器MEMS详细介绍

传感器的频率响应高,可测的信号频率范围就宽,而由于受到结构特性的影响,机械系统的惯性较大,因有频率低的传感器可测信号的频率较低。

在我们的生活中,机器化的东西随处可见,汽车,洗衣机,洗碗机,吸尘器,还有最近的扫地机器人。想想就能发现,我们好像已经离不开机器了。而我们的所有机器,几乎都用到了机油压力传感器这个零件,这可以看出它有多重要了。它是微电子机械系统中不可缺少的零件。正是这个零件,使我们的生活多了许多机器用来代替人工,可以让我们有更多的时间去做其他的事情,下面就来详细介绍一下它。

基本知识、工作原理、电涡流的形成范围、被测体的材料、形状和大小对传感器灵敏度的影响。

机油压力传感器MEMS(Micro Electromechanical System,即微电子机械系统)是指集传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的机电系统。

一、特点MEMS压力传感器可以用类似集成电路的设计技术和制造工艺,进行高精度、低成本的大批量生产,从而为消费电子和工业过程控制产品用低廉的成本大量使用MEMS传感器打开方便之门,使压力控制变得简单、易用和智能化。

二、MEMS压力传感器原理目前的MEMS压力传感器有硅压阻式压力传感器和硅电容式压力传感器,两者都是在硅片上生成的微机械电子传感器。

硅压阻式压力传感器是采用高精密半导体电阻应变片组成惠斯顿电桥作为力电变换测量电路的,具有较高的测量精度、较低的功耗和极低的成本。惠斯顿电桥的压阻式传感器,如无压力变化,其输出为零,几乎不耗电。。硅压阻式压力传感器其应变片电桥的光刻版本。

电容式压力传感器利用MEMS技术在硅片上制造出横隔栅状,上下二根横隔栅成为一组电容式压力传感器,上横隔栅受压力作用向下位移,改变了上下二根横隔栅的间距,也就改变了板间电容量的大小,即△压力=△电容量。

三、MEMS压力传感器的应用前景MEMS压力传感器广泛应用于汽车电子如TPMS、发动机机油压力传感器、汽车刹车系统空气压力传感器、汽车发动机进气歧管压力传感器(TMAP)、柴油机共轨压力传感器。消费电子如胎压计、血压计、橱用秤、健康秤,洗衣机、洗碗机、电冰箱、微波炉、烤箱、吸尘器用压力传感器,空调压力传感器,洗衣机、饮水机、洗碗机、太阳能热水器用液位控制压力传感器。工业电子如数字压力表、数字流量表、工业配料称重等。

四、设计、生产、销售链MEMS压力传感器Die的设计、生产、销售链。目前集成电路的4寸圆晶片生产线的大多数工艺可为MEMS生产所用。但是需要增加双面光刻机、湿法腐蚀台和键合机三项MEMS特有的工艺设备。压力传感器产品生产厂商需要增加价格不菲的标准压力检测设备。对于MEMS压力传感器生产厂家来说,开拓汽车电子以及消费电子领域的销售经验和渠道是十分重要和急需的。特别是汽车电子对MEMS压力传感器的需要量在近几年激增,如捷伸电子的年需求量约为200-300万个。

六、生产MEMS压力传感器Die成本估计圆晶片生产线生产MEMS压力传感器Die成本估计如表所示,新增固定成本是指为该项目投入的人员成本和新设备的折旧(人员:专家1名+MEMS设计师2名+工程师4名+工艺师5名+技工12名,年成本147万元,新增设备投入650万元,按90%四年折旧计算);现有成本是指在5次光刻条件下使用的成本(包括人工、化剂、水电、备件等的均摊成本);硅片材料成本是指双抛4寸硅片的价格。

上面很多词语也包含了一些专业术语,菜鸟级的我们可以选择跳过,看看一些主要功能的介绍, 还有应用前景。从应用前景可以看出,我们的未来也不能缺少它了,不管是大型机器,还是小型的,它都可以协助机器更好的工作了。如果是从事这个机器方面的大家,可以仔细看看,因为这是从事这方面的必修课了。希望上文可以给大家带来一些帮助。

扩散硅压力传感器的制作流程及电路图

。磷酸二氢胺属于人造晶体,能够承受高温和相当高的湿度,所以已经得到了广泛的应用。

压力传感器有好多种,主要有:

1)利用晶体的压电效应的效应的压力传感器

章 传感器和测量的基本知识

1-1 测量的基本概念

测量的概念,测量的方法,直接测量的几种方法,仪表的度与分辨率。

§1-2 传感器中的强性敏感元件

什么叫弹性敏感元件、弹性敏感元件的弹性特性:刚度和灵敏度。弹性敏感元件的形式及其应用范围。

§1-3 传感器的一般特性

静特性:线性度、迟滞、重复性、灵敏度。

动特性:传递函数和动态响应的物理概念。

第二章 电阻型传感器及应用

2-1 电阻丝

电阻丝(热电阻)工作原理、热电阻材料及常用热电阻、普通工业用热电阻式传感器的简单结构(附热电阻丝参数表格)

应用:主要讲测温,扩展到热电阻式流量计等。

2-2 电位器

简单介绍结构、工作原理:主要介绍线性电位器的空载特性、阶梯特性、分辨率和阶梯误,简单介绍负载特性和非线性电位器。

原理:电位器式压力传感器、电位器式加速度传感器。

2-3 电阻应变片

电阻应变片的工作原理,应变片的结构和材料。电阻应变片的工作特性及参数、电阻应变片的温度误及补偿办法。

应用:应变式力传感器、应变式压力传器,应变式加速传感器等。

3-1 自感式

配用电路:交流电桥。

应用:测量线位移的静态量和动态量、测量力、压力、转矩。

3-2 动变压器式

动变压器的基本原理。螺线管式的工作原理、结构、特性、零点残余电压及消除。

配用电路:动相敏检波电路和相敏整流电路。

应用:位移测量、振动和加速4、线性范围度测量、压力测量。

3-3 电涡流式

配用电路、应用举例。

3-4 压磁式又叫磁弹性式。

压磁效应、压磁式传感器基本结构、工作原理、特性和应用。

第四章 电容型传感器及应用

4-1 电容式传感器特点及结构形式

4-2 电容式传感器特点及应用特点、配用电路。

应用:压力传感器、加速度传感器、荷重传感器、位移传感器等。

第五章 谐振型传感器及应用

5-1 振动弦式结构、工作原理、激励方式。

应用:振弦式压力传感器、振梁式压力传感器、振弦式扭矩传感器。

5-2 振动筒式结构、工作原理、振动频率与压力关系。

应用:振动筒式压力传感器、振动管式密度传感器。

5-3 振动膜式结构、工作原理、应用。

第六章 光传感器及应用

6-1 真空光电元件

6-2 光敏元件

闪光电效应、光敏电阻、光敏二极管和光敏三极管及其光谱特性与应用。

6-3 计算光栅

光栅传感器的结构、工作原理、细分技术。

第七章 电动势型传感器

7-1 热电偶

热电偶的工作原理、材料和常用热电偶、结构、冷端处理及测量的误、延长导线、应用。

7-2 光电池

光伏效应、硅光电池。

7-3 压电石英晶体和压电陶瓷

石英晶体的压电效应、人工铁电陶瓷的压电效应(压电元件的受力状态和变形方式)压电材料和配用电路(电荷放大器)。

应用:压电式测力传感器、频率测量。

7-4 霍尔元件

霍尔效应、霍尔元件的构造和基本电路、特性参数、霍尔元件的温度补偿和不等位电势补偿。

应用:微位移的测量、磁场的测量

7-5 磁电式基本原理与结构、非线性误的补偿。

第八章 其它半导体传感器及应用

§8-1 热敏电阻

§8-2 因态压敏电阻

半导体压阻效应、扩散硅压阻器件结构。

应用:压阻式压力传感器、压阻式加速度传感器。

§8-3 湿敏电阻

湿敏电阻的结构和工作原理、特性及应用

湿敏电容的结构和工作原理、特性及应用

§8-4 磁敏元件

磁敏二极管和磁敏三极管的原理、特性及应用。

§8-5 气敏元件

半导体气敏电阻的工作原理、特性及应用。

我们知道,晶体是各向异性的,非晶体是各向同性的。某些晶体介质,当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时,就产生了极化效应;当机械力撤掉之后,又会重新回到不带电的状态,也就是受到压力的时候,某些晶体可能产生出电的效应,这就是所谓的极化效应。科学家就是根据这个效应研制出了压力传感器。

在现在压电效应也应用在多晶体上,比如现在的压电陶瓷,包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。

压电效应是压电传感器的主要工作原理,压电传感器不能用于静态测量,因为经过外力作用后的电荷,只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的,所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。

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。

压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中,比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的,因为测量动态压力是如此普遍,所以压电传感器的应用就非常广。

除了压电传感器之外,还有利用压阻效应制造出来的压阻传感器,利用应变效应的应变式传感器等,这些不同的压力传感器利用不同的效应和不同的材料,在不同的场合能够发挥它们独特的用途。

压力传感器的工作原理是怎样的

压阻式:压力的变化导致电阻率的变化

一、压电压力传感器

压电式压力传感器主要基于压电效应(Piezoelectric effect),利用电气元件和其他机械把待测的压力转换成为电量,再进行相关测量工作的测量精密仪器,比如很多压力变送器和压力传感器。压电传感器不可以应用在静态的测量当中,原因是受到外力作用后的电荷,当回路有无限大的输入抗阻的时候,才可以得以保存下来。但是实际上并不是这样的。因此压电传感器只可以应用在动态的测量当中。它主要的压电材料是:磷酸二氢胺、酒石酸钾钠和石英。压电效应就是在石英上发现的。

二、压阻压力传感器

压阻压力传感器主要基于压阻效应(Piezoresistive effect)。压阻效应是用来描述材料在受到机械式应力下所产生的电阻变化。不同于上述压电效应,压阻效应只产生阻抗变化,并不会产生电荷。

三、电容式压力传感器

电容式压力传感器是一种利用电容作为敏感元件,将被测压力转换成电容值改变的压力传感器。这种压力传感器一般采用圆形金属薄膜或镀金属薄膜作为电容器的一个电极,当薄膜感受压力而变形时,薄膜与固定电极之间形成的电容量发生变化,通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。电容式压力传感器属于极距变化型电容式传感器,可分为单电容式压力传感器和动电容式压力传感器。

四、电磁压力传感器

多种利用电磁原理的传感器统称,主要包括电感压力传感器、霍尔压力传感器、电涡流压力传感器等。

霍尔压力传感器

霍尔压力传感器是基于某些半导体材料的霍尔效应制成的。霍尔效应是指当固体导体放置在一个磁场内,且有电流通过时,导体内的电荷载子受到洛伦兹力而偏向一边,继而产生电压(霍尔电压)的现象。电压所引致的电场力会平衡洛伦兹力。通过霍尔电压的极性,可证实导体内部的电流是由带有负电荷的粒子(自由电子)之运动所造成。

电涡流压力传感器

基于电涡流效应的压力传感器。电第三章 电感型传感器及应用涡流效应是由一个移动的磁场与金属导体相交,或是由移动的金属导体与磁场垂直交会所产生。简而言之,就是电磁感应效应所造成。这个动作产生了一个在导体内循环的电流。

电涡流特性使电涡流检测具有零频率响应等特性,因此电涡流压力传感器可用于静态力的检测。

五、振弦式压力传感器

振弦式压力传感器属于频率敏感型传感器,这种频率测量具有相当高的准确度,因为时间和频率是能准确测量的物理量参数,而且频率信号在传输过程中可以忽略电缆的电阻、电感、电容等因素的影响。同时,振弦式压力传感器还具有较强的抗干扰能力,零点漂移小、温度特性好、结构简单、分辨率高、性能稳定,便于数据传输、处理和存储,容易实现仪表数字化,所以振弦式压力传感器也可以作为传感技术发展的方向之一。

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压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器,其广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、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。

压电式:类似于应变片,微小的变形使得应变片中的电流发生变化.

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