在人类社会环境中,压力传感器自然成为工业实践中很常用的传感器,压力无处不在。包括水利水电、铁路运输、智能建筑、生产自动控制、航空航天、油井、电力、船舶、机床、军业、石化、管道等诸多行业,普遍应用于各种工业自动控制环境。
在描述压力传感器时,我们必须推导出压力变送器的概念,压力传感器是将压力转换为电信号输出的传感器。通常,传感器由转换元件和敏感元件两部分组成。转换元件是指传感器的一部分,用于将敏感元件感应或响应的被测量应变转换为适合传输或测量的电信号;敏感元件是指传感器中能够直接感受或响应被测信号的部分。
由于传感器的输出信号通常很弱,因此需要对其进行调制和放大。随着集成技术的发展,传感器可以输出易于处理和传输的可用信号,这部分电路和电源电路也安装在传感器中。而在之前的技术相对落后时,所谓的变送器是上面提到的转换元件,而传感器是指上面提到的敏感元件。
压力传感器一般是指将变化的压力信号转换成相应的变化电阻信号或电容信号的敏感元件,如压阻元件、压电容元件等。压力变送器一般是指由压敏元件和调理回路组成的一整套测量压力的回路单元。由仪表、PLC、采集卡等设备直接采集,一般可直接输出与压力成线性关系的标准电压信号或电流信号。
压力传感器的分类
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。
目前普遍应用的压力传感器有:陶瓷压阻式压力传感器、溅射膜压力传感器、电容式压力传感器、扩散硅压阻式压力传感器和耐高温蓝宝石压力传感器。但是应用很普遍的是压阻式压力传感器,它具有很高的精度、非常低的价格和良好的线性特性。
压阻式压力传感器
传感器采用集成工艺,制成硅压阻芯片,将电阻片集成在单晶硅膜片上,芯片周边固定封装在外壳内,引出电极引线。提到压阻式传感器,我们不得不说一下压阻效应,它的原理。
压阻效应与压电效应不同,压阻效应不产生电荷,而只产生阻抗变化。用来描述材料在机械应力作用下的电阻变化。