请问压力传感器的原理是什么?

请问压力传感器的原理是什么?,第1张

压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成,按不同测试压力类型,压力传感器可以分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。若根据结构与原理不同来划分,可分为:压阻式、压电式、电容式、应变式、振频式、光电式、超声式压力传感器等。

压力传感器的应用:

1、在液压系统中的应用:压力传感器在液压系统中主要是来完成力的闭环控制。当控制阀芯突然移动时,在极短的时间内会形成几倍于系统工作压力的尖峰压力。

2、在注塑模具中的应用:压力传感器可被安装在注塑机的喷嘴、热流道系统、冷流道系统和模具的模腔内,它能够测量出塑料在注模、充模、保压和冷却过程中从注塑机的喷嘴到模腔之间处的塑料压励。

导语:压力传感器在工业中很常见,应用也十分广泛,但是说到它的种类和工作原理,大家也许就不太了解了,今天,小编就来给大家讲解压力传感器的相关知识,一起来了解它吧!

压力传感器是什么?

压力传感器就是一种对气体和液体的压力进行测量并将测量结果转化成电气信号显示出来的设备。这种设备在工业领域应用十分广泛,水利、交通、建筑、机床等行业都有所涉及,传统的压力传感器主要以大型器件构成,借助d性构件的形状变化来测量压力的大小,这种传感器又大又重,使用起来很不方便,随着科学技术的迅速发展,半导体压力传感器应运而生,它更轻便、更准确,更能适应环境,逐渐取代了传统压力传感器。

  压力传感器的种类和工作原理介绍

电阻应变片压力传感器、压阻式压力传感器、半导体应变片压力传感器、电容式压力传感器、电感式压力传感器等等都属于压力传感器的一种,这些传感器的基本原理都是一致的,只不过用来感知压力的部件和方式有所不同,其中压阻式压力传感器因为价格低廉、性能良好而被应用地最广泛。

  ★ 应变片压力传感器的工作原理

这种压力传感器的应变片主要是电阻应变片,电阻应变片主要由金属丝和引出线构成,金属丝的形状和长度一旦受到外力就会发生变化,这种变化会直接引起阻值的增大或减小,接着阻值的变化被转化为电气信号输出,就是我们想要的测量结果。

★ 陶瓷压力传感器的工作原理

陶瓷d性好、抗冲击、抗磨损,性能稳定,是压力传感器的理想材料。这类传感器就是利用陶瓷作为感应膜片来感知压力的变化,陶瓷膜片把感受到的压力传导给电阻,促使成阻值发生改变,阻值的变化再被转化成电气信号的形式输出。陶瓷压力传感器测量精度高、价格便宜,它的快速发展将会逐渐取代其他传感器的使用。

  ★ 压电压力传感器的工作原理

这类传感器一般选用石英、磷酸二氢铵或者酒石酸钾钠作为压电材料,这些材料在受到外力作用的情况下,会引起电场的变化,传感器感知到电场的变化,再把这种变化转化成测量结果输出,这就是压电压力传感器的工作原理。这种传感器的使用具有局限性,只能用来测量动态应力,对静态应力不起作用,因此压电压力传感器多被用于汽车、飞机等动态压力的测量。

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一、类型

压力传感器的种类繁多,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。

目前应用较为广泛的压力传感器有:扩散硅压阻式压力传感器、陶瓷压阻压力传感器、溅射薄膜压力传感器、电容压力传感器、耐高温特性的蓝宝石压力传感器。但应用最为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。

二、接线方法

各种传感器的接线方式基本都是一样的,压力传感器一般有两线制、三线制、四线制,有的还有五线制的。

压力传感器两线制比较简单,一根线连接电源正极,另一个线也就是信号线经过仪器连接到电源负极,这种是最简单的。压力传感器三线制是在两线制基础上加了一个线,这根线直接连接到电源的负极,较两线制麻烦一点。

四线制压力传感器肯定是两个电源输入端,另外两个是信号输出端。四线制的多半是电压输出而不是4~20mA输出,4~20mA的叫压力变送器,多数做成两线制的。

压力传感器的信号输出有些是没有经过放大的,满量程输出只有几十毫伏,而有些压力传感器在内部有放大电路,满量程输出为0~2V。

至于怎么接到显示仪表,要看仪表的量程是多大,如果有和输出信号相适应的档位,就可以直接测量,否则要加信号调整电路。五线制压力传感器与四线制相差不大,市面上五线制的传感器也比较少。

扩展资料

工作原理:

1、压阻式压力传感器

电阻应变片是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象,俗称为电阻应变效应。

2、陶瓷压力传感器

陶瓷压力传感器基于压阻效应,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,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。

3、扩散硅压力传感器:

扩散硅压力传感器工作原理也是基于压阻效应,利用压阻效应原理,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),使膜片产生与介质压力成正比的微位移,使传感器的电阻值发生变化,利用电子线路检测这一变化,并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。

4、蓝宝石压力传感器

利用应变电阻式工作原理,采用硅-蓝宝石作为半导体敏感元件,具有无与伦比的计量特性。因此,利用硅-蓝宝石制造的半导体敏感元件,对温度变化不敏感,即使在高温条件下,也有着很好的工作特性蓝宝石的抗辐射特性极强另外,硅-蓝宝石半导体敏感元件,无p-n漂移。

5、压电式压力传感器

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。

参考资料来源:百度百科-压力传感器


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