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压阻压力传感器工作原理以及应用

2021-06-18浏览次数:714
压阻式压力传感器是利用单晶硅的压阻效应而构成,可以用于测量直升飞机机翼的气流压力分布等等。那么,压阻压力传感器的工作原理是什么呢?有哪些应用呢?下面我们就来介绍。

压阻式三轴加速度传感器

压阻压力传感器工作原理:


压阻压力传感器主要基于压阻效应(piezoresistive effect)。压阻效应是用来描述材料在受到机械式应力下所产生的电阻变化,压阻效应只产生阻抗变化,并不会产生电荷。大多数金属材料与半导体材料都被发现具有压阻效应。其中半导体材料中的压阻效应远大于金属。由于硅是现今的主要,以硅制作而成的压阻性元件的应用就变得非常有意义。

压阻压力传感器一般通过引线接入惠斯通电桥中。平时敏感芯体没有外加压力作用,电桥处于平衡状态(称为零位),当传感器受压后芯片电阻发生变化,电桥将失去平衡。若给电桥加一个恒定电流或电压,电桥将输出与压力对应的电压信号,这样传感器的电阻变化通过电桥转换成压力信号输出。电桥检测出电阻值的变化,经过放大后,再经过电压电流的转换,变换成相应的电流信号,该电流信号通过非线性校正环路的补偿,即产生了输入电压成线性对应关系的4~20ma的标准输出信号。

压阻压力传感器的应用:


压阻式传感器广泛地应用航天、航空、航海、石油化工、动力机械、生物医学工程、气象、地质、地震测量等各个领域。在航天和航空工业中压力是一个关键参数,对静态和动态压力,局部压力和整个压力场的测量都要求很高的精度。压阻式传感器是用于这方面的较理想的传感器。例如,用于测量直升飞机机翼的气流压力分布,测试发动机进气口的动态畸变、叶栅的脉动压力和机翼的抖动等。