压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器,其广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业,下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用。另有医用压力传感器。
压力传感器
一般普通压力传感器的输出为模拟信号,模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号。 或在一段连续的时间间隔内,其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号。而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的,这样的传感器也称为压电传感器。
压力传感器是使用最为广泛的一种传感器。传统的压力传感器以机械结构型的器件为主,以弹性元件的形变指示压力,但这种结构尺寸大、质量重,不能提供电学输出。随着半导体技术的发展,半导体压力传感器也应运而生。其特点是体积小、质量轻、准确度高、温度特性好。特别是随着MEMS技术的发展,半导体传感器向着微型化发展,而且其功耗小、可靠性高。
半导体压电阻型
半导体压电阻抗扩散压力传感器是在薄片表面形成半导体变形压力,通过外力(压力)使薄片变形而产生压电阻抗效果,从而使阻抗的变化转换成电信号。
静电容量型
静电容量型压力传感器,是将玻璃的固定极和硅的可动极相对而形成电容,将通过外力(压力)使可动极变形所产生的静电容量的变化转换成电气信号。 (E8Y的动作原理便是静电容量方式,其他机种采用半导体方式)。
压力传感器是由压力敏感元件和检测线路组成的。传统压力传感器的压力敏感元件是膜盒式结构,该结构的传感器具有结构简单、价格便宜等优点,但由于受到材料本身所固有的弹性迟滞后效误差和弹性模量的温度误差的影响,而使该结构的传感器存在精度不高,工作稳定性差,工作寿命短等缺点。
近年来随着固体物理的不断发展,固体的各种效应已逐渐被人们所发现。固体受到作用力后,电阻率(或电阻)就要发生变化,这种现象称为压阻效应。把固体的压阻效应应用到压力测量中,可以克服传统膜盒式结构压力传感器的许多缺点。
这里固体主要是指单晶硅等半导体材料利用硅的压阻效应和集成电路技术制成的压阻式传感器,具有灵敏度高、动态响应快、测量精度高、稳定性好、易于小型与微型化、便于批量生产与使用方便等特点。因而,它是一种发展迅速、应用广泛的新型传感器,所以国内外一些传感器生产厂家己逐渐淘汰了膜盒式结构的压力传感器,取而代之的就是压阻式压力传感器。
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