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压力传感器的原理

2021-11-12

在工业实践中,压力传感器普遍使用,它广泛用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、机床、管道等众多行业,以下扭矩传感器厂家简要介绍几种常见的传感器原理及其应用。

1、应变式压力传感器的原理和应用。

各种机械传感器有许多种,但是,应用于压阻式压力传感器,其价格低廉,精度高,线性性能好。

对于压阻式力敏元件,我们先要知道电阻应变片这一元件。电阻器是一种能把被测部件上的应变变化转化成电信号的敏感器件。其核心部件之一是压阻应变传感器。在应变片上,电阻应用比金属电阻应变片和半导体应变片两种。另一种是金属电阻应变片,另一种是应变金属箔条和金属箔条。一般用特殊粘合剂将应变片紧密粘结在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,该电阻也会一起产生形变,使应变片的阻值发生变化,使加在电阻上的电压发生变化。这类应变片在受力时产生的阻值变化通常比较小,一般这类应变片构成应变电桥,由随后的仪表放大器放大,再传送到显示或执行机构。

电阻器要改变其工作原理。

应变电性金属电阻的工作原理是吸附于基体材料上的应变电阻与机械变形时的阻值变化,这一现象被称为电阻应变效应。下式可以表示金属导体的电阻值:

公式:ρ--金属导体的电阻率(Ω·cm2/m)

S--导体的截面(cm2)

L-导体长度(m)


2、陶瓷压力传感器的原理和应用。

陶瓷压力传感器不会有液体转移,压力直接作用于陶瓷膜片的正面,造成膜片发生微小变形,厚膜电阻印于背面,由一座惠斯通电桥(闭桥)连结起来,因为压敏电阻的压阻作用,使得电桥产生一种与压力成比例的高度线性,并与激励电压成比例。根据压力量程的不同,标准信号标定为2.0/3.0/3.3mV/V等,可与应变传感器兼容。采用激光标定技术,该传感器具有较高的温度稳定性和时间稳定性,可自带温度补偿0~70℃,可与大多数介质直接接触。

众所周知,陶瓷具有高弹性,耐腐蚀,耐磨损,抗冲击和振动。其热稳定性能及其厚膜电阻可使其工作温度范围达到-40~135℃,且测量精度高,稳定性好。电绝缘度>2kV,输出信号强,长期稳定。


3、扩散硅压敏元件的原理和应用。

工作原理

介质压力直接作用在传感器膜片(不锈钢或陶瓷)上,使膜片产生与介质压力成比例的微位移量,使传感器电阻值发生改变,然后利用电子线路检测这种变化,然后输出与此压力相对应的标准测量信号。


4、蓝宝石压力传感器的原理和应用。

应用电阻法原理,用硅-蓝宝石作为半导体敏感元件,具有测量特性。

蓝宝石是由单晶体绝缘元件构成,不会产生滞后、疲劳和蠕变;蓝宝石比硅更坚硬,硬度更高,不怕变形;蓝宝石具有好的弹性和绝缘性能(1000OC以内),所以用硅-蓝宝石制成的半导体敏感元件,对温度变化不敏感,即使在高温环境下仍具有良好的工作性能;另外,蓝宝石的抗辐射性能佳;硅-蓝宝石半导体敏感元件,不带p-n漂移,所以从根本上简化生产过程,提高可重复性,保证高成品率。


5、压电式压力传感器的原理和应用。

压电式传感器主要采用的压电材料有石英。酒石酸钾、磷酸二氢胺等。而石英(SiO2)是一种自然的晶体,它有压电效应,在一定温度范围内始终存在着压电性,但是当温度超过这个范围后,压电性就会完全消失(这就是所谓的“居里点”)。因为在应力作用下电场变化很小(即压电系数较小),石英逐渐被其它压电晶体取代。酒石酸钾钠有很大的压电感度和压电系数,但它只适用于室温湿度较低的环境。磷酸二氢胺是一种人工晶体,能耐高温和较高湿度,因此被广泛使用。

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