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壓力傳感器的工作原理

壓力傳感器的工作原理

* 來(lái)源 : * 作者 : admin * 發(fā)表時(shí)間 : 2017-05-06 * 瀏覽 : 93
壓力傳感器工作原理
1 、應變片壓力傳感器原理
力學(xué)傳感器的種類(lèi)繁多,如電阻應變片壓力傳感器、半導體應變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。 在了解壓阻式力傳感器時(shí),我們首先認識一下電阻應變片這種元件。電阻應變片是一種將被測件上的應變變化轉換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應變傳感器的主要組成部分之一。電阻應變片應用最多的是金屬電阻應變片和半導體應變片兩種。金屬電阻應變片又有絲狀應變片和金屬箔狀應變片兩種。通常是將應變片通過(guò)特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應變基體上,當基體受力發(fā)生應力變化時(shí),電阻應變片也一起產(chǎn)生形變,使應變片的阻值發(fā)生改變,從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小,一般這種應變片都組成應變電橋,并通過(guò)后續的儀表放大器進(jìn)行放大,再傳輸給處理電路(通常是A/D 轉換和CPU )顯示或執行機構。
電阻應變片的工作原理
金屬電阻應變片的工作原理是吸附在基體材料上應變電阻隨機械形變而產(chǎn)生阻值變化的現象,俗稱(chēng)為電阻應變效應。金屬導體的電阻值可用下式表示:
式中:ρ--金屬導體的電阻率(Ω。cm2/m )
S --導體的截面積(cm2 )
L --導體的長(cháng)度(m )
2 、陶瓷壓力傳感器原理
抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒(méi)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(gè)惠斯通電橋(閉橋),由于壓敏電阻的壓阻效應,使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的高度線(xiàn)性、與激勵電壓也成正比的電壓信號,標準的信號根據壓力量程的不同標定為2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等,可以和應變式傳感器相兼容。 、
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(xiàn)路檢測這一變化,并轉換輸出一個(gè)對應于這一壓力的標準測量信號。
4 、藍寶石壓力傳感器
利用應變電阻式工作原理,采用硅- 藍寶石作為半導體敏感元件,具有無(wú)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,壓電效應就是在這種晶體中發(fā)現的,在一定的溫度范圍之內,壓電性質(zhì)一直存在,但溫度超過(guò)這個(gè)范圍之后,壓電性質(zhì)完全消失(這個(gè)高溫就是所謂的 “居里點(diǎn)”)。由于隨著(zhù)應力的變化電場(chǎng)變化微小(也就說(shuō)壓電系數比較低),所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。