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什么是压力传感器?

2021-03-09浏览次数:466
压力的标准单位是“帕斯卡”,相当于一个“牛顿每平方米”。想要知道物体承受的压力大小就需要压力传感器,比如汽车上监测胎压就是一个典型的压力传感器应用。那么,具体什么是压力传感器呢?下面我们就来介绍。
杆型压力传感器图片

什么是压力传感器?


压力作为被测量的定义:压力定义为液体或气体在表面上施加的力,通常以每单位表面积的力为单位进行测量。常见单位是帕斯卡(Pa),巴(bar),N / mm2或psi(磅/平方英寸)。

传感器的定义:传感器是一种测量物理量并将其转换为信号的设备。这个量可以是温度、长度、力,当然可以是压力。在大多数情况下,这种信号是电信号,但也可以是光信号。

压力传感器的定义:因此,压力传感器是一种仪器,由压敏元件来确定施加到传感器上的实际压力(使用不同的工作原理),另外还有其他组件来将这些信息转换为输出信号。

压力传感器的工作原理:


为了提供准确的测量结果,压力传感器使用了多种不同的技术:

1、基于应变片的压力传感器

传感器使用压力敏感元件,上面粘有金属应变片或用溅射的方式涂上薄膜。这种测量元件可以是膜片,也可以用于金属片,也可以使用罐式测量体。这种整体罐型设计的主要优点是提高了刚度,能够测量高达15,000 bar的最高压力。电连接通常通过惠斯通电桥完成,该电桥可以很好地放大信号,并获得精确、恒定的测量结果。

2、电容式压力传感器

使用压力腔和膜片来产生可变电容。膜片在施加压力时发生变形,电容相应减小。这种容量的变化可以用电来测量,然后根据施加的压力来设定。这些传感器被限制在大约40巴的低压下。

3、压阻式压力传感器

由一个膜片(主要由硅制成)和集成的应变片组成,用于检测施加压力而产生的应变。这些应变片通常设置在惠斯通电桥电路中,以降低灵敏度并增加输出。由于所使用的材料,压力限制约为1,000 bar。

4、谐振压力传感器

上诉几个传感器都是利用测量体的挠度,而谐振压力传感器利用传感机制中谐振频率的变化来测量施加压力引起的应力。根据传感器的设计,谐振元件可以暴露在介质中,谐振频率则取决于介质的密度。