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[!--downpath--]壓力傳感是工業(yè)實(shí)踐中最常用的傳感器。 廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自動(dòng)控制環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能樓宇、生產(chǎn)自動(dòng)控制、航空航天、軍工、石油化工、油井、電力、船舶等。 、機(jī)床、管道等諸多行業(yè)，下面簡(jiǎn)單介紹一些常用的傳感原理及其應(yīng)用。
一、壓力檢測(cè)介紹
絕壓傳感、差壓傳感、表壓傳感。
關(guān)于壓力的測(cè)量，可分為三類：
(1) 絕對(duì)壓力的檢測(cè)
(2)表壓檢測(cè)
(3)壓差檢測(cè)
絕對(duì)壓力是指對(duì)應(yīng)于絕對(duì)真空所測(cè)得的壓力。
表壓是指相對(duì)于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫y(cè)量的壓力。
壓差是兩個(gè)壓力源之間的壓力差。
如果壓力是絕對(duì)真空，則壓差等于絕對(duì)壓力； 如果壓力是區(qū)域大氣壓，則壓差等于“表壓”。
壓力的檢測(cè)單位為巴斯卡（）（縮寫為pa），相當(dāng)于牛頓/m2。 在工業(yè)應(yīng)用中，還有其他不同的壓力單位； 如Bar、psi（磅/英寸2）、大氣壓、mmHg（水銀柱的升程用mm表示）和cmH2O（火柱的升程用cm表示）。
對(duì)于液體和二氧化碳?jí)毫z測(cè)，可以使用各種壓力傳感器。 所謂“傳感器”，是指從一個(gè)系統(tǒng)吸收能量，并將這種能量以不同的方式（如電）傳遞給另一個(gè)系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換裝置。 因此，也有人稱其為“轉(zhuǎn)換器”。 正如壓力檢測(cè)可以分為三類一樣，壓力傳感器也可以通過這三類來區(qū)分：
(a) 絕對(duì)壓力傳感器：該裝置包括用于檢測(cè)環(huán)境絕對(duì)壓力或檢測(cè)壓力源的參考真空。
(b) 壓差傳感：檢測(cè)兩個(gè)管道壓力源之間的壓差。
(c) 表壓傳感：這也是一種差壓傳感器，但是，一個(gè)壓力源是當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ硪粋€(gè)是管道壓力源。
2、壓力位移換算：
位移轉(zhuǎn)換、電容式氣幕、碳化硅膜片、半導(dǎo)體膜片、單晶硅壓力傳感器簡(jiǎn)介
壓力位移換算
在壓力傳感中，通常使用隔膜（或波紋膜）將壓力 P(t) 轉(zhuǎn)換為機(jī)械位移 X(t)。 隔膜（如圖所示）
它由一個(gè)金屬（或橡膠）圓盤組成，金屬圓盤的邊緣固定在一個(gè)堅(jiān)固的支架上。 矩形波紋均與膜片外緣同心。 壓縮液體接觸隔膜的一端大氣壓強(qiáng)傳感器的原理，導(dǎo)致隔膜與其內(nèi)部壓力成比例地偏轉(zhuǎn)。 兩個(gè)波紋金屬隔膜連接在一起形成一個(gè)氣穴（如圖）。
如果氣囊內(nèi)腔為真空，則可用于檢測(cè)絕對(duì)壓力； 顯然，要測(cè)量的壓力施加在該組件的兩端。 如果需要更大的彎曲變體，可以串聯(lián)使用更多的隔膜組件。 為了檢測(cè)兩個(gè)可變壓力之間的差異，必須將這些壓力之一施加到氣囊的內(nèi)部。 其他用來將壓力轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)的機(jī)械有波紋管（）和管子（tube）。 近年來，隨著單晶硅壓力傳感器的發(fā)展，出現(xiàn)了可以同時(shí)完成轉(zhuǎn)換功能和壓力傳感功能的器件。 這些都是：
1.電容式風(fēng)幕
電容式氣幕：它由兩個(gè)用于支撐電容器極片的陶瓷元件組成，并連接在一起形成一個(gè)空腔以形成真空。
2、碳化硅振膜（用于壓電換能器）
碳化硅振膜（用于壓電換能器）”支持壓電材料中四個(gè)橋接連接的內(nèi)阻。
3、半導(dǎo)體振膜（壓阻式）
半導(dǎo)體振膜：由硅單元（半導(dǎo)體轉(zhuǎn)換器）組成，其上通過擴(kuò)散產(chǎn)生內(nèi)阻。
單晶硅壓力傳感器
如前所述，單晶硅傳感器是那些將壓力傳感和轉(zhuǎn)換結(jié)合在單個(gè)組件上的壓力傳感器。 壓力-運(yùn)動(dòng)-電流之間的轉(zhuǎn)換通過以下方式之一完成：
(a) 電容式壓力傳感：被測(cè)壓力使陶瓷膜片彎曲，從而改變?cè)碾娙荨?通過增加必要的電子電路，可以盡可能地將這種變形和壓力的變化聯(lián)系起來。 因此，電容的變化與壓力的變化成正比。 (b) 壓阻式或“厚膜”壓力傳感：這些傳感器基于壓阻效應(yīng)工作，當(dāng)材料變形時(shí)，其內(nèi)阻會(huì)發(fā)生變化。 四個(gè)內(nèi)部電阻使用厚膜技術(shù)連接成惠斯通電橋，并放置在碳化硅 (Al2O3) 隔膜上。 當(dāng)被測(cè)壓力迫使膜片變形時(shí)，電橋的差動(dòng)電流輸出隨之變化。
(c) 半導(dǎo)體壓力傳感器：這種裝置也是利用壓電效應(yīng)和電橋的內(nèi)阻來獲得測(cè)量結(jié)果的。 它用于通過擴(kuò)散的方式在硅載體上形成膜片，包括電橋內(nèi)阻的單位。 通過靜電處理固定在支撐玻璃上。 因此，它與外界機(jī)械隔離。 當(dāng)硅振膜偏轉(zhuǎn)時(shí)，電橋的輸出會(huì)相應(yīng)變化。 (d) 壓電壓力傳感：這些傳感器的工作原理是壓電效應(yīng)的應(yīng)用，壓電效應(yīng)是指當(dāng)材料被壓縮（力或壓力）時(shí)形成電流的特性。 此屬性用于高頻下的壓力檢測(cè)和聲級(jí)檢測(cè)（在該應(yīng)用中，最著名的是“水晶耳機(jī)”）。
3、壓力傳感器的尺寸和性能比較
★由于壓力種類繁多（絕壓、差壓、表壓），需要使用傳感器進(jìn)行檢測(cè)。 因此，了解這些可能影響傳感使用的其他外圍特性非常重要。 因此，了解與傳感器接觸的分析物是液體還是二氧化碳變得非常重要。 作為用于流體檢測(cè)的傳感器，當(dāng)被測(cè)流體可能損??壞傳感器時(shí)，其應(yīng)用不同于這些普通傳感器。 另一個(gè)重要因素是檢測(cè)范圍（以 bar、psi、Atm 等表示）。 也稱為傳感器在保持檢測(cè)尺寸精度的要求下所能測(cè)量的壓力范圍。 檢測(cè)范圍可以是單極（壓力或真空）或雙極。
★ “過壓”（over）或“耐壓”（proof ）（傳感器在不造成損壞的情況下所能承受的最大壓力）在傳感器的選型中相當(dāng)重要。 了解工作溫度范圍也很重要。 被測(cè)液體或二氧化碳物質(zhì)的溫度不得超過傳感器的工作溫度范圍。
與溫度相關(guān)的其他外部因素是溫度偏差。 也稱為溫度在給定精度的檢測(cè)尺寸范圍內(nèi)變化的范圍。另一個(gè)因素是存儲(chǔ)
儲(chǔ)存體溫。 其他可能影響轉(zhuǎn)換器選擇的因素包括振動(dòng)、熱干擾和空氣溫度。 最重要的特性是：線性度、靈敏度、穩(wěn)定性、可重復(fù)性和滯后性。
線性度：轉(zhuǎn)換器指示值與最佳直線之間的偏差量。 該參數(shù)一般表示為全值的百分比。
靈敏度：（或碼率），能形成輸出信號(hào)值的最小輸入變化值。 表示為每單位輸入的輸出信號(hào)大小 (mv/PSI)。
穩(wěn)定性：當(dāng)要轉(zhuǎn)換的量（在固定溫度下）在輸入端保持固定值時(shí)，傳感器保持輸出信號(hào)的能力。 給定范圍內(nèi)的穩(wěn)定性通常表示為全值的百分比。
重復(fù)性：當(dāng)輸入端不同時(shí)間出現(xiàn)相同數(shù)量的待轉(zhuǎn)換信號(hào)時(shí)，傳感器重新形成輸出信號(hào)的能力。 重復(fù)性通常表示為全值的百分比。
遲滯：相同的壓力以相反的方向施加在傳感器上，傳感器指示的兩個(gè)讀數(shù)之間的最大差異。
對(duì)于界面系統(tǒng)大氣壓強(qiáng)傳感器的原理，更重要的因素是激勵(lì)電流、FSO 和單位壓力靈敏度。
激勵(lì)電流：用于向傳感器供電的電源電流。
★FSO: (Full Scale ) 相關(guān)壓力范圍內(nèi)的傳感器輸出電流之差。
單位壓力靈敏度：當(dāng)壓力變化一個(gè)單位值時(shí)，輸出電流的相對(duì)變化值。
★對(duì)于單個(gè)傳感器，相對(duì)于滿量程壓力的輸出電流由供電電流的函數(shù)決定，該值以mv/v表示。 在傳感器上施加滿量程壓力且激勵(lì)電流為單位值（伏特）時(shí)，傳感器指示的輸出值（mV）。
傳感特性：
1、檢測(cè)類型：
(1)絕對(duì)壓力； (2)壓差； (3)表壓；
2. 用于：
(1) 二氧化碳； (2) 液體；
3、檢測(cè)范圍； 4、試驗(yàn)壓力； 5.工作溫度； 6.振動(dòng)； 8、線性度； 9. 靈敏度； 10.穩(wěn)定性； 11.重復(fù)性； 12.緩慢； 13、勵(lì)磁電流； 14.FSO（滿量程輸出）； 15.單位壓力靈敏度