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介绍一下压力传感器的分类

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压力传感器的分类方式有多种,以下为您详细介绍:
按工作原理分类:
应变式压力传感器:通过测量各种弹性元件的应变来间接测量压力。应变元件分为金属和半导体两大类,其工作原理基于导体和半导体的 “应变效应”,即当材料发生机械变形时,电阻值会改变。例如,金属丝受外力伸长时,长度增加、截面积减少,电阻值增大;受外力压缩时,长度减小、截面积增加,电阻值减小。
压阻式压力传感器:利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成。单晶硅材料在受力后电阻率发生变化,通过测量电路得到正比于力变化的电信号输出。它也被称为扩散硅压阻压力传感器,直接通过硅膜片感受被测压力,与应变式不同,压阻效应只产生阻抗变化,不产生电荷。多数金属和半导体材料都有压阻效应,其中半导体材料的压阻效应远大于金属。
电容式压力传感器:以电容作为敏感元件,将被测压力转换为电容值的改变。一般采用圆形金属薄膜或镀金属薄膜作为电容器的一个电极,当薄膜感受压力变形时,薄膜与固定电极间的电容量发生变化,通过测量电路输出与电压成一定关系的电信号。可分为单电容式和差动电容式压力传感器。单电容式由圆形薄膜与固定电极构成,其灵敏度与薄膜面积和压力成正比,与薄膜张力和到固定电极的距离成反比;差动电容式的受压膜片电极位于两个固定电极之间,构成两个电容器,在压力作用下一个电容器容量增大,另一个减小,测量结果由差动式电路输出。
压电式压力传感器:主要基于压电效应,利用电气元件和其他机械把待测压力转换为电量进行测量。压电材料有磷酸二氢胺、酒石酸钾钠和石英等。压电传感器不能用于静态测量,只适用于动态测量。当晶体受到固定方向外力作用时,内部产生电极化现象,同时在两个表面产生符号相反的电荷,当外力撤去后,晶体恢复到不带电状态,且外力作用方向改变时,电荷极性也随之改变,晶体受力产生的电荷量与外力大小成正比。
振频式压力传感器:以振弦、振筒或谐振膜片等作为敏感元件,当压力作用于敏感元件时,其固有频率发生变化,通过测量频率变化来确定压力大小。例如振弦式压力传感器,振弦在压力作用下张紧程度改变,导致其固有频率变化,测量频率即可得到压力值。
按测量压力类型分类:
绝对压力传感器:测量流体相对于真空压强下的压强。例如海平面上的绝对大气压力是 101.325kPa(14.7psi)。
表压力传感器:量测某一特定位置下相对大气压的压强,如胎压计,当显示读数为 0psi 时,表示轮胎内部压力等于大气压力(14.7psi)。
真空压力传感器:用于量测小于一大气压的压强,其读值有的相对于一大气压(读值为负值),有的以绝对压力为准。
压差计:测量两个压强之间的压强差,可用于量测滤油器两端的压力差,也可用于量测压力容器内的液面高度。
密封压力传感器:与表压力传感器类似,但经过特别校正,量测的压强是相对海平面的压强。
按结构和材料分类:
陶瓷压力传感器:基于压阻效应,压力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片产生微小形变,厚膜电阻印刷在陶瓷膜片背面,连接成惠斯通电桥,由于压敏电阻的压阻效应,使电桥产生与压力成正比、与激励电压也成正比的电压信号123。
扩散硅压力传感器:工作原理基于压阻效应,被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上(如不锈钢或陶瓷),使膜片产生与介质压力成正比的微位移,导致传感器的电阻值发生变化,通过电子线路检测这一变化,并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号13。
蓝宝石压力传感器:利用应变电阻式工作原理,采用硅 - 蓝宝石作为半导体敏感元件,具有良好的计量特性,对温度变化不敏感,即使在高温条件下也有很好的工作特性,且抗辐射特性极强,无 p-n 漂移123。
其他分类方式:
按输出信号类型分类:可分为模拟输出型(如电压输出 0 - 5V、0 - 10V,电流输出 4 - 20mA 等)和数字输出型(如 RS232、RS485、CAN 总线等)压力传感器5。
按使用环境分类:分为通用型和专用型。通用型适用于一般工业环境;专用型针对特定环境进行优化设计,如高温、低温、高压、腐蚀等环境5。



IP属地:上海1楼2024-09-23 10:28回复