什么是压力传感器
压力传感器(PressureTransducer)是能感受压力信号,并能依照必定的规则将压力信号转化成可用的输出的电信号的器材或设备。压力传感器一般由压力灵敏元件和信号处理单元组成。按不同的测验压力类型,压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。
压力传感器品种与作业原理介绍
1、压电压力传感器
原理:首要因为压电效应的发作构成的原理情况。压电传感器中首要运用的压电资料包含有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其间石英|二氧化硅是一种天然晶体,压电效应便是在这种晶体中发现的,在必定的温度规模之内,压电性质一向存在,但温度超越这个规模之后,压电性质彻底消失。高温便是所谓的居里点。因为跟着应力的改动电场改动细小,即压电系数较低,石英逐步被其他的压电晶体所代替。压电效应运用在多晶体上,如压电陶瓷,包含钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。
运用:压电传感器首要运用在加速度、压力和力等的丈量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简略、体积小、重量轻、运用寿命长等优异的特色。压电式加速度传感器在飞机、轿车、船只、桥梁和修建的振荡和冲击丈量中现已得到了广泛的运用,特别是航空和宇航领域中更有它的特别位置。压电式传感器也能够用来丈量发动机内部焚烧压力的丈量与真空度的丈量。也能够用于军事工业,例如用它来丈量枪炮子弹在膛中击发的一会儿的膛压的改动和炮口的冲击波压力。它既能够用来丈量大的压力,也能够用来丈量细小的压力。压电式传感器也广泛运用在生物医学丈量中,比如说心室导管式微音器便是由压电传感器制成的,因为丈量动态压力是如此遍及,所以压电传感器的运用就十分广泛。压电传感器不能用于静态丈量,因为经过外力效果后的电荷,只要在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实践的情况不是这样的,所以这决议了压电传感器只能够丈量动态的应力。
2、应变片压力传感器
原理:因为广泛运用的压阻式压力传感器,其金属电阻应变片作业原理是吸附在基体资料上应变电阻随机械形变而发作阻值改动的现象,俗称为电阻应变效应。电阻应变片是一种将被测件上的应变改动转化成为一种电信号的灵敏器材。它是压阻式应变传感器的首要组成部分之一。
电阻应变片运用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。一般是将应变片经过特别的粘和剂严密的粘合在发作力学应变基体上,当基体受力发作应力改动时,电阻应变片也一同发作形变,使应变片的阻值发作改动,然后使加在电阻上的电压发作改动。这种应变片在受力时发作的阻值改动一般较小,一般这种应变片都组成应变电桥,并经过后续的外表扩大器进行扩大,再传输给处理电路(一般是A/D转化和CPU)显现或执行机构。
金属电阻应变片的内部结构:电阻应变片由基体资料、金属应变丝或应变箔、绝缘维护片和引出线等部分组成。依据不同的用处,电阻应变片的阻值能够由规划者规划,但电阻的取值规模应留意:阻值太小,所需的驱动电流太大,一起应变片的发热致使自身的温度过高,不同的环境中运用,使应变片的阻值改动太大,输出零点漂移显着,调零电路过于杂乱。而电阻太大,阻抗太高,抗外界的电磁搅扰才能较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。
3、陶瓷压力传感器
原理:压力直接效果在陶瓷膜片的前外表,使膜片发作细小的形变,厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的反面,衔接成一个惠斯通电桥(闭桥),因为压敏电阻的压阻效应,使电桥发作一个与压力成正比的高度线性、与鼓励电压也成正比的电压信号,规范的信号依据压力量程的不同标定为2.0/3.0/3.3mV/V等,能够和应变式传感器相兼容。经过激光标定,传感器具有很高的温度安稳性和时刻安稳性,传感器自带温度补偿0~70℃,并能够和绝大多数介质直接触摸。
运用:陶瓷是一种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振荡的资料。陶瓷的热安稳特性及它的厚膜电阻能够使它的作业温度规模高达-40~135℃,并且具有丈量的高精度、高安稳性。电气绝缘程度2kV,输出信号强,长时间安稳性好。高特性,低价格的陶瓷传感器将是压力传感器的发展方向,在欧美国家有全面代替其它类型传感器的趋势,在我国也越来越多的用户运用陶瓷传感器代替分散硅压力传感器。
4、蓝宝石压力传感器
原理:使用应变电阻式作业,选用硅-蓝宝石作为半导体灵敏元件,具有无与伦比的计量特性。传感器的电路能够确保应变电桥电路的供电,并将应变电桥的失衡信号转化为一致的电信号输出。在绝压压力传感器和变送器中,蓝宝石薄片,与陶瓷基极玻璃焊料衔接在一同,起到了弹性元件的效果,将被测压力转化为应变片形变,然后到达压力丈量的意图。
压力传感器测验办法及原理介绍
压力传感器的运用规模十分广泛,伴跟着压力传感器的广泛运用,确认怎么检测压力传感器显得十分重要。检测压力传感器,依据意图不同,检测的项目也不一样,当然检测的办法也就会有差异。
1、桥路的检测,首要检测传感器的电路是否正确,一般是惠斯通全桥电路,使用万用表的欧姆档,量输入端之间的阻抗、以及输出端之间的阻抗,这两个阻抗便是压力传感器的输入、输出阻抗。假如阻抗是无穷大,桥路便是断开的,阐明传感器有问题或许引脚的界说没有判别正确。
2、零点的检测,用万用表的电压档,检测在没有施加压力的条件下,传感器的零点输出。这个输出一般为mV级的电压,假如超出了传感器的技术指标,就阐明传感器的零点误差超规模。
3、加压检测,检单的办法是:给传感器供电,用嘴吹压力传感器的导气孔,用万用表的电压档检测传感器输出端的电压改动。假如压力传感器的相对灵敏度很大,这个改动量会显着。假如一点点没有改动,就需求改用气压源施加压力。经过以上办法,根本能够检测一个传感器的情况。假如需求精确的检测,就需求用规范的压力源,给传感器压力,依照压力的巨细和输出信号的改动量,对传感器进行校准。并在条件答应的情况下,进行相关参数的温度检测。