壓力傳感器的工作原理和分類

1. 壓力傳感器工作原理

壓力直接作用在傳感器的膜片上，使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，改變傳感器的電阻，用電子電路檢測(cè)這種變化，并轉(zhuǎn)換輸出與此壓力對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。關(guān)注公眾號(hào)“液壓理論”，獲取更多液壓知識(shí)。

工作原理示意圖

壓力傳感器的輸出信號(hào)一般是一個(gè)以mV(毫伏)為單位的電壓信號(hào)，其信號(hào)輸出的大小與壓力傳感器的電源電壓直接相關(guān)。大多數(shù)傳感器的輸出為1-2mV/V。即當(dāng)被測(cè)介質(zhì)的壓力達(dá)到傳感器的公稱壓力時(shí)，若給傳感器的電源為1V，則輸出信號(hào)為1-2mV。同樣，如果傳感器的電源為10V，則輸出信號(hào)為10-20mV。

2. 根據(jù)工作原理，壓力傳感可分為壓電式、壓阻式、應(yīng)變式、電容式等。

壓電壓力傳感器是一種基于壓電效應(yīng)的傳感器，其傳感元件采用壓電材料制成。壓電傳感器用于測(cè)量力和可轉(zhuǎn)換為電能的非電物理量。其優(yōu)點(diǎn)是頻帶寬、靈敏度高、信噪比高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、重量輕。缺點(diǎn)是有些壓電材料需要防潮措施，輸出直流響應(yīng)較差。高輸入阻抗電路或電荷放大器需要克服這一缺陷。

壓電式壓力傳感器結(jié)構(gòu)圖

壓阻式壓力傳感器的性能受溫度影響較大，需要附加溫度補(bǔ)償電路，但適合批量生產(chǎn)。

壓阻式壓力傳感器元件根據(jù)膜片反射的大小測(cè)量電阻變化

應(yīng)變型壓力傳感器是一種傳感裝置，它利用彈性傳感元件和應(yīng)變片將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換為具有相應(yīng)電阻變化的壓力傳感器。主要缺點(diǎn)是輸出信號(hào)小，線性范圍窄，動(dòng)態(tài)響應(yīng)差。然而，由于應(yīng)變片體積小，商用應(yīng)變片有多種規(guī)格可供選擇，彈性傳感元件的形式可以靈活設(shè)計(jì)，以適應(yīng)各種應(yīng)用。關(guān)注公眾號(hào)“液壓理論”，獲取更多液壓知識(shí)。

電容式壓力傳感器主要用于檢測(cè)負(fù)壓、液壓和氣壓。測(cè)量范圍為20kpa-100kpa。它具有輸入能量高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好、環(huán)境適應(yīng)性好等特點(diǎn)。