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| 2022/10/15 |
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壓力傳感器是能感受壓力信號的一種裝置，是一種以膜片（硅酮膜片、不銹鋼膜片等）為媒介，將壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號輸出的設(shè)備。可廣泛應(yīng)用于石油化工、電力、冶金、制藥、電力、輕工、水利、自動化設(shè)備等眾多工業(yè)領(lǐng)域。 1、電阻應(yīng)變式壓力傳感器 最常見的有應(yīng)變管式、膜片式、應(yīng)變梁式和組合式四種。利用彈性敏感元件和應(yīng)變計將被測壓力轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電阻值變化的壓力傳感器。 電阻應(yīng)變式壓力傳感器運用了導(dǎo)體受機械變形時，其電阻值發(fā)生變化的應(yīng)變效應(yīng)原理，通過粘結(jié)在彈性元件上的應(yīng)變片的阻值變化來測量壓力值，也就是當力、扭矩、速度、加速度及流量等物理量作用于彈性元件時，會導(dǎo)致元件應(yīng)力和應(yīng)變的變化，進而引起電阻應(yīng)變片電阻的變化。 陶瓷壓力傳感器主要由瓷環(huán)、陶瓷膜片和陶瓷蓋板三部分組成，抗高溫、耐腐蝕、耐磨損是其最大特點。因此廣泛應(yīng)用于過程控制、環(huán)境控制、液壓和氣動設(shè)備、伺服閥門和傳動、化學(xué)制品和化學(xué)工業(yè)及醫(yī)用儀表等領(lǐng)域。 工作原理：陶瓷壓力傳感器基于壓阻效應(yīng)工作的。因為抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒有液體的傳遞，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，連接成一個惠斯通電路閉橋，由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，使電橋產(chǎn)生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號。 3、膜盒式壓力傳感器 這類傳感器用非常薄的金屬薄片焊接而成的氣壓罐，通過氣體的正壓或負壓(也就是真空)使膜盒膨脹或收縮，當隔膜運動時驅(qū)動操縱桿運動，隔膜通過微分轉(zhuǎn)換器，將其轉(zhuǎn)換成電阻變化，以形成電信號輸出。 膜盒式壓力傳感器的工作原理是基于波紋膜盒在被測介質(zhì)的壓力作用下,其自由端產(chǎn)生相應(yīng)的彈性變形,再經(jīng)齒輪傳動機構(gòu)的傳動并予放大,由固定于齒輪軸上的指針逐將被測值在度盤上指示出來。 4、壓電式壓力傳感器 它的種類和型號繁多，按彈性敏感元件和受力機構(gòu)的形式可分為膜片式和活塞式兩類。膜片式主要由本體、膜片和壓電元件組成。壓電壓力傳感器常用于動態(tài)壓力，因此壓電壓力傳感器的應(yīng)用也非常廣。 壓電式壓力傳感器運用了壓電效應(yīng)的原理進行工作，是一種利用壓電材料的壓電效應(yīng)將被測壓力轉(zhuǎn)換為電信號的一種傳感器。該類傳感器不適用于靜態(tài)測量，因為經(jīng)過外力作用后的電荷，只有在回路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存，因此決定了壓電式壓力傳感器只能用于測量動態(tài)的應(yīng)力。 5、擴散硅壓力傳感器原理 擴散硅壓力傳感器工作原理也是基于壓阻效應(yīng)，利用壓阻效應(yīng)原理進行工作。當被測介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上(陶瓷或不銹鋼)時，會使膜片產(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，利用電子線路檢測這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個對應(yīng)于這一壓力的標準測量信號。 6、藍寶石壓力傳感器 藍寶石壓力傳感器采用硅-藍寶石作為半導(dǎo)體敏感元件，由鈦合金測量膜片和鈦合金接收膜片構(gòu)成。該類傳感器對溫度變化不敏感，即使在高溫條件下，也有著很好的工作特性。 藍寶石壓力傳感器利用應(yīng)變電阻式工作原理，在壓力的作用下，鈦合金接收膜片發(fā)生形變，該形變被硅-藍寶石敏感元件感知后，其電橋輸出也隨之發(fā)生變化，變化的幅度與被測壓力成正比，從而測量出壓力值。 以上就是六大類壓力傳感器及其應(yīng)用的工作原理，根據(jù)不同傳感器特性，與工作環(huán)境、應(yīng)用領(lǐng)域相結(jié)合選擇適合的傳感器。
來源于：斯特紐
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