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- 壓力傳感器的應(yīng)用與選型
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2017/1/13
壓阻式壓力傳感器的工作原理是當(dāng)壓敏電阻受壓后產(chǎn)生電阻變化，通過放大器放大并采用標(biāo)準(zhǔn)壓力標(biāo)定，即可進(jìn)行壓力檢測(cè)。壓阻式壓力傳感器的性能主要取決于壓敏元件(即壓敏電阻)、放大電路，以及生產(chǎn)中的標(biāo)定和老化工藝。
應(yīng)變片
在目前的壓力傳感器封裝工藝中，通�？梢詫鹤枋矫舾行倔w做得體積小巧、靈敏度高，而且穩(wěn)定性好，并將壓敏電阻以惠司通電橋形式與應(yīng)變材料(通常為不銹鋼)結(jié)合在一起，(如圖1所示)這樣一來，就能確保壓阻式壓力傳感器過載能力強(qiáng)和抗沖擊壓力強(qiáng)。
該類傳感器適合測(cè)量高量程范圍的壓力變化，尤其在1Mpa以上時(shí)，線性很好，精度也很高，并適合測(cè)量與應(yīng)變材料兼容的各類介質(zhì)。
陶瓷壓阻
在結(jié)構(gòu)上，該類傳感器將壓敏電阻以惠司通電橋形式與陶瓷燒結(jié)在一起(如圖2所示)。其過載能力較應(yīng)變片類低一些，抗沖擊壓力較差，但靈敏度較高，適合測(cè)量50Kpa以上的高量程范圍，而且耐腐蝕，溫度范圍也很寬。
抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒有液體的傳遞，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(yīng)，使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的高度線性、與激勵(lì)電壓也成正比的電壓信號(hào)，可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。
特殊應(yīng)用
壓電壓力傳感器主要應(yīng)用在壓力和力等的測(cè)量中，比如在飛機(jī)、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動(dòng)和沖擊測(cè)量中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用(圖4所示)，特別是航空和宇航領(lǐng)域中更有它的特殊地位。壓電式傳感器也可以用來測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒壓力的測(cè)量與真空度的測(cè)量。總之，它既可以用來測(cè)量大的壓力，也可以用來測(cè)量微小的壓力。
壓電式壓力傳感器也廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)測(cè)量中，比如說心室導(dǎo)管式微音器就是由壓電壓力傳感器制成的，因?yàn)闇y(cè)量動(dòng)態(tài)壓力是如此普遍，所以壓電壓力傳感器的應(yīng)用就非常廣泛。
壓力傳感器的選型步驟
通常，壓力傳感器在使用中按照以下5個(gè)步驟進(jìn)行。
熟悉測(cè)量壓力類型
先確定系統(tǒng)中要確認(rèn)測(cè)量壓力的最大值。一般而言，需要選擇一個(gè)具有比最大值還要大1.5倍左右的壓力量程的變送器。尤其是在水壓測(cè)量和加工處理中，有峰值和持續(xù)不規(guī)則的上下波動(dòng)，這種瞬間的峰值能破壞壓力傳感器，持續(xù)的高壓力值或稍微超出壓力傳感器的標(biāo)定最大值會(huì)縮短傳感器的壽命。所以在選擇壓力傳感器時(shí)，要充分考慮壓力范圍、精度與其穩(wěn)定性。
確定溫度范圍
通常一個(gè)壓力傳感器會(huì)標(biāo)定兩個(gè)溫度范圍，即正常操作的溫度范圍和溫度可補(bǔ)償?shù)姆秶Ｕ２僮鳒囟确秶侵笁毫鞲衅髟诠ぷ鳡顟B(tài)下不被破壞的時(shí)候的溫度范圍，在超出溫度補(bǔ)償范圍時(shí)，可能會(huì)達(dá)不到其應(yīng)用的性能指標(biāo)。溫度補(bǔ)償范圍是一個(gè)比操作溫度范圍小的典型范圍。
弄清楚輸出信號(hào)
壓力傳感器有mV 、V、mA及頻率輸出和數(shù)字輸出等多種類型，選擇怎樣的輸出取決于多種因素，包括壓力傳感器與系統(tǒng)控制器或顯示器間的距離，是否存在“電氣噪聲”或其他干擾信號(hào)。
對(duì)于許多壓力傳感器和控制器間距較短的OEM設(shè)備，采用mA輸出的壓力傳感器是最為經(jīng)濟(jì)而有效的解決方法。如果需要將輸出信號(hào)放大，最好采用具有內(nèi)置放大的變送器。對(duì)于遠(yuǎn)距離傳輸或存在較強(qiáng)的電子干擾信號(hào)，最好采用mA級(jí)輸出或頻率輸出。
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