1. 壓力傳感器工作原理--簡(jiǎn)介
壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器。一般普通壓力傳感器的輸出為模擬信號,或在一段連續的時(shí)間間隔內,輸出為數字信號。而通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應制造而成的,這樣的傳感器也稱(chēng)為壓電傳感器。
2. 壓力傳感器工作原理—壓力傳感器的分類(lèi)
壓力傳感器的類(lèi)型非常多,主要有應變式壓力傳感器、陶瓷壓力傳感器、擴散硅壓力傳感器、藍寶石壓力傳感器、壓電壓力傳感器等,下面我分別為大家介紹一下這幾類(lèi)的工作原理。
3. 壓力傳感器工作原理--應變片壓力傳感器原理
電阻應變片壓力傳感器的核心部分是電阻應變片,如圖1 所示,是電阻應變片的結構示意圖,
金屬導體的電阻值可用下式表示:
R=ρ·L/S.
式中:
ρ--電阻材料的電阻率
L--電阻材料的長(cháng)度(米)
S--電阻材料的截面面積(平方厘米)
當金屬絲受外力作用時(shí),其長(cháng)度和截面積都會(huì )發(fā)生變化,從上式中可很容易看出,其電阻值即會(huì )發(fā)生改變,假如金屬絲受外力作用而伸長(cháng)時(shí),其長(cháng)度增加,而截面積減少,電阻值便會(huì )增大。當金屬絲受外力作用而壓縮時(shí),長(cháng)度減小而截面增加,電阻值則會(huì )減小。只要測出加在電阻的變化(通常是測量電阻兩端的電壓),即可獲得 應變金屬絲的應變情。
4. 壓力傳感器工作原理--陶瓷壓力傳感器原理
陶瓷壓力傳感器原理:抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒(méi)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,使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的高度線(xiàn)性、與激勵電壓也成正比的電壓信號,標準的信號根據壓力量程的不同標定為2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等,可以和應變式傳感器相兼容。通過(guò)激光標定,傳感器具有很高的溫度穩定性和時(shí)間穩定性,傳感器自帶溫度補償0~70℃,并可以和絕大多數介質(zhì)直接接觸。
5. 壓力傳感器工作原理--擴散硅壓力傳感器原理
工作原理:被測介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上(不銹鋼或陶瓷),使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移,使傳感器的電阻值發(fā)生變化,和用電子線(xiàn)路檢測這一變化,并轉換輸出一個(gè)對應于這一壓力的標準測量信號。
原理圖
6. 壓力傳感器工作原理--藍寶石壓力傳感器原理
藍寶石壓力傳感器原理:利用應變電阻式工作原理,在壓力的作用下,鈦合金接收膜片產(chǎn)生形變,該形變被硅- 藍寶石敏感元件感知后,其電橋輸出會(huì )發(fā)生變化,變化的幅度與被測壓力成正比。
傳感器的電路能夠保證應變電橋電路的供電,并將應變電橋的失衡信號轉換為統一的電信號輸出(0-5 ,4-20mA或0-5V)。在絕壓壓力傳感器和變送器中,藍寶石薄片,與陶瓷基極玻璃焊料連接在一起,起到了彈性元件的作用,將被測壓力轉換為應變片形變,從而達到壓力測量的目的。
7. 壓力傳感器工作原理--壓電壓力傳感器原理
工作原理:當薄圓筒內側受到壓力作用時(shí),圓筒的內張力增大,從而使其固有振動(dòng)頻率升高。利用此效應。只要測出振筒的固有振動(dòng)頻率,就可知道壓力大小。圓筒的固有振動(dòng)頻率的測量精度決定于筒的諧振品質(zhì)因數Q、信號處理電路和時(shí)鐘信號精度。
圖13-14示出圓筒式壓電壓力傳感器的典型結構原理。
它具有結構簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、使用壽命長(cháng)等優(yōu)異的特點(diǎn)。壓電式加速度傳感器在飛機、汽車(chē)、船舶、橋梁和建筑的振動(dòng)和沖擊測量中已經(jīng)得到了廣泛的應用,特別是航空和宇航領(lǐng)域中更有它的特殊地位。