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传感器的工作原理及应用领域
点击次数:296 发布时间:2019-07-25

随着科技的发展自动化技术的进步,在工业设备中我们常见的压力传感器除了液柱式压力计、弹性式压力表外,目前更多的是采用可将压力转换成电信号的压力变送器和传感器。压力传感器一般是指将变化的压力信号转换成对应变化的电阻信号或电容信号的敏感元件,如:压阻元件,压容元件等。同时压力传感器的种类繁多,如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器等。目前应用较为广泛的压力传感器有:陶瓷压阻压力传感器、溅射薄膜压力传感器、电容压力传感器、耐高温特性的蓝宝石压力传感器。但应用为广泛的是压阻式压力传感器,它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。

压力传感器是将压力转换为电信号输出的传感器。通常传感器由两部分组成,即分别是敏感元件和转换元件。其中敏感元件是指传感器中能够直接感受或响应被测量的部分;转换元件是指传感器中将敏感元件感受或响应的被测量的应变转换成适于传输或测量的电信号部分。由于传感器的输出信号一般很微弱,需要将其调制与放大。集成技术的发展,促使人们又将这部分电路及电源等电路也一起装在传感器内部。这样,传感器就可以输出便于处理,传输的可用信号了。在技术相对落后的阶段,所谓的传感器是指上文中的敏感元件,而变送器就是上文中的转换元件。

下面我们具体了解一下压力传感器的工作原理及应用领域。

压阻式力传感器:电阻应变片是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象,俗称为电阻应变效应。

陶瓷压力传感器: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,使膜片产生微小的形变,厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面,连接成一个惠斯通电桥,由于压敏电阻的压阻效应,使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号,标准的信号根据压力量程的不同标定为2.0/3.0/3.3mV/V等,可以和应变式传感器相兼容。

扩散硅压力传感器:扩散硅压力传感器工作原理也是基于压阻效应,利用压阻效应原理,被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上(不锈钢或陶瓷),使膜片产生与介质压力成正比的微位移,使传感器的电阻值发生变化,利用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。

电容式压力传感器:电容式压力传感器是一种利用电容作为敏感元件,将被测压力转换成电容值改变的压力传感器。这种压力传感器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,当薄膜感受压力而变形时,薄膜与固定电极之间形成的电容量发生变化,通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。