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压力传感器技术解析

2025年07月15日 17:52:48      来源:西安新敏电子科技有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:22

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力学传感器的种类繁多,如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。但应用广泛的是压阻式压力传感器,它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。

在了解压阻式压力传感器时,我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/DCPU

金属电阻应变片的内部结构

减少,电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时,长度减小而截面增加,电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化(通常是测量电阻两端的电压),即可获得应变金属丝的应变情况。

陶瓷压力传感器

抗腐蚀的陶瓷压力传感器没有液体的传递,压力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片产生微小的形变,厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面,连接成一个惠斯通电桥(闭桥),由于压敏电阻的压阻效应,使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号,标准的信号根据压力量程的不同标定为2.0/3.0/3.3mV/V等,可以和应变式传感器相兼容。通过激光标定,传感器具有很高的温度稳定性和时间稳定性,传感器自带温度补偿070℃,并可以和绝大多数介质直接接触。

陶瓷是一种的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的材料。陶瓷的热稳定特性及它的厚膜电阻可以使它的工作温度范围高达-40135℃,而且具有测量的高精度、高稳定性。电气绝缘程度大于2kV,输出信号强,长期稳定性好。高特性、低价格的陶瓷传感器将是压力传感器的发展方向,在欧美国家有替代诸多类型传感器的趋势,在中国越来越多的用户使用陶瓷传感器替代扩散硅压力传感器。

扩散硅压力传感器CYB13I(赫斯曼出线)2.jpg

被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上(不锈钢或陶瓷),出一个对应于这一压力的标准测量信号。

蓝宝石压力传感器

利用应变电阻式工作原理,采用硅-具有的计量特性。

--蓝宝石半导体敏感元件,无p-n漂移,

用硅可在的工作条件下(接收膜片与测量膜片之间用拉杆坚固地连接在一起)。在压力的作用下,钛合金接收膜片产生形变,该形变被硅-蓝宝石敏感元件感知后,其电桥输出会发生变化,变化的幅度与被测压力成正比。

传感器的电路能够保证应变电桥电路的供电,并将应变电桥的失衡信号转换为统一的电信号输出(4~20mA0~5V)。在绝压压力传感器和变送器中,蓝宝石薄片与陶瓷基极玻璃焊料连接在一起,起到了弹性元件的作用,将被测压力转换为应变片形变,从而达到压力测量的目的。

压电式压力传感器

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,压电性质消失(这个高温就是所谓的居里点)。由于它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。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。

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


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