跟着科技的开展自动化技能的前进,在工业设备中咱们常见的压力传感器除了液柱式压力计、弹性式压力表外,现在更多的是选用可将压力转化成电信号的压力变送器和传感器。压力传感器是将压力转化为电信号输出的传感器。一般传感器由两部分组成,即别离是灵敏元件和转化元件。其间灵敏元件是指传感器中可以直接感触或呼应被丈量的部分;转化元件是指传感器中将灵敏元件感触或呼应的被丈量的应变转化成适于传输或丈量的电信号部分。因为传感器的输出信号一般很弱小,需求将其调制与扩大。集成技能的开展,促进人们又将这部分电路及电源等电路也一同装在传感器内部。
这样,传感器就可以输出便于处理,传输的可用信号了。在技能相对落后的阶段,所谓的传感器是指上文中的灵敏元件,而变送器便是上文中的转化元件。压力传感器一般是指将改变的压力信号转化成对应改变的电阻信号或电容信号的灵敏元件,如:压阻元件,压容元件等。一起压力传感器的品种繁复,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。现在使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。但使用最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。
应变式压力传感器主要是使用弹性灵敏元件和应变计将被测压力转化为相应电阻值改变的压力传感器。
依照弹性灵敏元件结构的不同,应变式压力传感器大致可分为应变管式、膜片式、应变梁式和组合式4种。下面咱们别离就4种应变式压力传感器别离作介绍。
应变式压力传感器分类
1、应变管式
又称应变筒式。它的弹性灵敏元件为一端关闭的薄壁圆筒,其另一端带有法兰与被测体系衔接。在筒壁上贴有2片或4片应变片,其间一半贴在实心部分作为温度补偿片,另一半作为丈量应变片。当没有压力时 4片应变片组成平衡的全桥式电路;当压力效果于内腔时,圆筒变构成“腰鼓形”,使电桥失去平衡,输出与压力成必定联系的电压。这种传感器还可以使用活塞将被测压力转化为力传递到应变筒上或经过垂链形状的膜片传递被测压力。应变管式压力传感器的结构简略、制造便利、适用性强,在火箭弹、炮弹和火炮的动态压力丈量方面有广泛使用。
2、膜片式
它的弹性灵敏元件为周边固定圆形金属平膜片。膜片受压力变形时,中心处径向应变和切向应变均到达正的最大值,而边际处径向应变到达负的最大值,切向应变为零。因而常把两个应变片别离贴在正负最大应变处,并接成相邻桥臂的半桥电路以取得较大灵敏度和温度补偿效果。选用圆形箔式应变计(见电阻应变计)则能最大极限地使用膜片的应变效果。这种传感器的非线性较明显。膜片式压力传感器的最新产品是将弹性灵敏元件和应变片的效果集于单晶硅膜片一身,即选用集成电路工艺在单晶硅膜片上分散制造电阻条,并选用周边固定结构制成的固态压力传感器(见压阻式传感器)。
3、应变梁式
丈量较小压力时,可选用固定梁或等强度梁的结构。一种办法是用膜片把压力转化为力再经过传力杆传递给应变梁。将两头固定梁的最大应变处在梁的两头和中点,应变片就贴在这些当地。这种结构还有其他方式,例如可选用悬梁与膜片或波纹管构成。
4、组合式
在组合式应变压力传感器中,弹性灵敏元件可分为感触元件和弹性应变元件。感触元件把压力转化为力传递到弹性应变元件应变最灵敏的部位,而应变片则贴在弹性应变元件的最大应变处。实际上较杂乱的应变管式和应变梁式都归于这种型式。
感触元件有膜片、膜盒、波纹管、波登管等,弹性应变元件有悬臂梁、固定梁、Π形梁、 环形梁、薄壁筒等。它们之间可根据不同需求组组成多种型式。