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壓力傳感器工作原理

作者: 長沙諾賽希斯 來源: www.hbsbyz.icu 時間:2019-10-21 11:35 :51
  壓力傳感器的種類繁多,有壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、壓電式壓力傳感器、電阻應變式壓力傳感器等。目前應用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器,它具有廉價且精度高等優點,且有較好的線性特性,何為線性特性?壓力的實際輸入值與傳感器的測量值理想狀態下是一致的,但實際情況會有偏差,這個偏差稱為非線性誤差,線性特性越好測量值的偏差越小。
壓力傳感器工作原理
  下面介紹下幾種常用傳感器的工作原理:
  > 壓阻式壓力傳感器
  壓阻式壓力傳感器的工作原理是“壓阻效應”,所謂壓阻效應,是指當半導體受到應力作用時,由于應力引起能帶的變化,能谷的能量移動,使其電阻率發生變化的現象,通過電阻率的變化反映出壓力值。
  壓阻式傳感器又稱為擴散硅壓阻式壓力傳感器,壓力直接作用于傳感器的膜片上,使膜片產生與介質壓力成正比的微位移,使傳感器的電阻值發生變化,電子線路檢測到這一變化后轉換輸出對應于這一壓力的標準信號。
  > 電感式壓力傳感器
  電感式壓力傳感器的工作原理是用電感線圈電感量的變化來體現壓力的大小。
  常見的電感式壓力傳感器有氣隙式和差動變壓器式兩種。氣隙式是被測壓力作用在膜片上使之產生位移,從而造成差動電感線圈的磁路磁阻發生變化,形成電感差動變化,通過電橋輸出一個與被測壓力相對應的交流電壓,氣隙式電感壓力傳感器具有體積小、結構簡單等優點,適宜在有振動或沖擊的環境中使用;差動變壓器式的工作原理是被側壓力作用在彈簧管,使之產生與壓力成正比的位移,同時帶動連接在彈簧管末端的鐵心移動,使兩個對稱的反向串接的次級繞組失去平衡,輸出一個與被測壓力成正比的電壓。
  > 電容式壓力傳感器
  電容式壓力傳感器工作原理是利用電容敏感元件將被測壓力轉換成與之成一定關系的電量輸出的壓力傳感器。它具有輸入能量低、高動態響應、自然效應小、環境適應性好等特點。
  電容式壓力傳感器一般采用圓形金屬薄膜或鍍金屬薄膜作為電容器的一個電極,當薄膜感受壓力而變形時,薄膜與固定電極之間形成的電容量發生變化,通過測量電路即可輸出與電壓成一定關系的電信號。
  > 電壓式壓力傳感器
  壓電式壓力傳感器工作原理多數基于正壓電效應,所謂壓電效應是指當介質受到某固定方向外力的作用時,內部就產生電極化現象,同時在兩個表面上產生符號相反的電荷;當外力撤去后,晶體又恢復到不帶電的狀態;當外力作用方向改變時,電荷的極性也隨之改變;介質受力所產生的電荷量與外力的大小成正比。
  壓電式壓力傳感器的種類和型號繁多,按彈性敏感元件和受力機構的形式可分為膜片式和活塞式兩類。膜片式主要由本體、膜片和壓電元件組成,壓電元件支撐于本體上,由膜片將被測壓力傳遞給壓電元件,再由壓電元件輸出能反應被測壓力大小的電信號。這種傳感器的特點是體積小、動態特性好、耐高溫等。
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