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傳感器的工作原理及應用領域
點擊次數:878 發布時間:2019-07-25

隨著科技的發展自動化技術的進步,在工業設備中我們常見的壓力傳感器除了液柱式壓力計、彈性式壓力表外,目前更多的是采用可將壓力轉換成電信號的壓力變送器和傳感器。壓力傳感器一般是指將變化的壓力信號轉換成對應變化的電阻信號或電容信號的敏感元件,如:壓阻元件,壓容元件等。同時壓力傳感器的種類繁多,如電阻應變片壓力傳感器、半導體應變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器等。目前應用較為廣泛的壓力傳感器有:陶瓷壓阻壓力傳感器、濺射薄膜壓力傳感器、電容壓力傳感器、耐高溫特性的藍寶石壓力傳感器。但應用為廣泛的是壓阻式壓力傳感器,它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。

壓力傳感器是將壓力轉換為電信號輸出的傳感器。通常傳感器由兩部分組成,即分別是敏感元件和轉換元件。其中敏感元件是指傳感器中能夠直接感受或響應被測量的部分;轉換元件是指傳感器中將敏感元件感受或響應的被測量的應變轉換成適于傳輸或測量的電信號部分。由于傳感器的輸出信號一般很微弱,需要將其調制與放大。集成技術的發展,促使人們又將這部分電路及電源等電路也一起裝在傳感器內部。這樣,傳感器就可以輸出便于處理,傳輸的可用信號了。在技術相對落后的階段,所謂的傳感器是指上文中的敏感元件,而變送器就是上文中的轉換元件。

下面我們具體了解一下壓力傳感器的工作原理及應用領域。

壓阻式力傳感器:電阻應變片是壓阻式應變傳感器的主要組成部分之一。金屬電阻應變片的工作原理是吸附在基體材料上應變電阻隨機械形變而產生阻值變化的現象,俗稱為電阻應變效應。

陶瓷壓力傳感器:陶瓷壓力傳感器基于壓阻效應,壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片產生微小的形變,厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面,連接成一個惠斯通電橋,由于壓敏電阻的壓阻效應,使電橋產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,標準的信號根據壓力量程的不同標定為2.0/3.0/3.3mV/V等,可以和應變式傳感器相兼容。

擴散硅壓力傳感器:擴散硅壓力傳感器工作原理也是基于壓阻效應,利用壓阻效應原理,被測介質的壓力直接作用于傳感器的膜片上(不銹鋼或陶瓷),使膜片產生與介質壓力成正比的微位移,使傳感器的電阻值發生變化,利用電子線路檢測這一變化,并轉換輸出一個對應于這一壓力的標準測量信號。

電容式壓力傳感器:電容式壓力傳感器是一種利用電容作為敏感元件,將被測壓力轉換成電容值改變的壓力傳感器。這種壓力傳感器一般采用圓形金屬薄膜或鍍金屬薄膜作為電容器的一個電極,當薄膜感受壓力而變形時,薄膜與固定電極之間形成的電容量發生變化,通過測量電路即可輸出與電壓成一定關系的電信號。

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