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壓力傳感器介紹
時(shí)間: 2024-02-23 09:45:56 瀏覽次數(shù)：
1、壓電壓力傳感器:
壓力傳感器原理:主要由于壓電效應(yīng)的產(chǎn)生構(gòu)成的原理狀況。壓力傳感器中主要運(yùn)用的壓電資料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英|二氧化硅是一種自然晶體，壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度范圍之內(nèi)，壓電性質(zhì)不斷存在，但溫度超越這個(gè)范圍之后，壓電性質(zhì)完整消逝。高溫就是所謂的居里點(diǎn)。由于隨著應(yīng)力的變化電場(chǎng)變化微小，即壓電系數(shù)較低，石英逐步被其他的壓電晶體所替代。壓電效應(yīng)應(yīng)用在多晶體上，如壓電陶瓷，包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT、鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等。
應(yīng)用:壓力傳感器主要應(yīng)用在加速度、壓力和力等的丈量中。壓力傳感器是一種常用的加速度計(jì)。它具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、運(yùn)用壽命長(zhǎng)等優(yōu)良的特性。壓力傳感器在飛機(jī)、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動(dòng)和沖擊丈量中曾經(jīng)得到了普遍的應(yīng)用，特別是航空和宇航范疇中更有它的特殊位置。壓力傳感器也能夠用來(lái)丈量發(fā)起機(jī)內(nèi)部熄滅壓力的丈量與真空度的丈量。壓力傳感器也能夠用于軍事工業(yè)，例如用它來(lái)丈量槍炮子彈在膛中擊發(fā)的一霎時(shí)的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。它既能夠用來(lái)丈量大的壓力，也能夠用來(lái)丈量微小的壓力。壓力傳感器也普遍應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)丈量中，比方說(shuō)心室導(dǎo)管式微音器就是由壓電傳感器制成的，由于丈量動(dòng)態(tài)壓力是如此普遍，所以壓電傳感器的應(yīng)用就十分普遍。壓力傳感器不能用于靜態(tài)丈量，由于經(jīng)過(guò)外力作用后的電荷，只要在回路具有無(wú)限大的輸入阻抗時(shí)才得到保管。實(shí)踐的狀況不是這樣的，所以這決議了壓電傳感器只可以丈量動(dòng)態(tài)的應(yīng)力。
2、應(yīng)變片壓力傳感器：
壓力傳感器原理:由于普遍運(yùn)用的壓阻式壓力傳感器，其金屬電阻應(yīng)變片工作原理是吸附在基體資料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。電阻應(yīng)變片是一種將被測(cè)件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號(hào)的敏感器件。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成局部之一。
電阻應(yīng)變片應(yīng)用最多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片經(jīng)過(guò)特殊的粘和劑嚴(yán)密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)作應(yīng)力變化時(shí)，電阻應(yīng)變片也一同產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)作改動(dòng)，從而使加在電阻上的電壓發(fā)作變化。這種應(yīng)變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小，普通這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋，并經(jīng)過(guò)后續(xù)的儀表放大器停止放大，再傳輸給處置電路(通常是A/D轉(zhuǎn)換和CPU)顯現(xiàn)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
金屬電阻應(yīng)變片的內(nèi)部構(gòu)造:電阻應(yīng)變片由基體資料、金屬應(yīng)變絲或應(yīng)變箔、絕緣維護(hù)片和引出線等局部組成。依據(jù)不同的用處，電阻應(yīng)變片的阻值能夠由設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)，但電阻的取值范圍應(yīng)留意:阻值太小，所需的驅(qū)動(dòng)電流太大，同時(shí)應(yīng)變片的發(fā)熱致使自身的溫渡過(guò)高，不同的環(huán)境中運(yùn)用，使應(yīng)變片的阻值變化太大，輸出零點(diǎn)漂移明顯，調(diào)零電路過(guò)于復(fù)雜。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的電磁干擾才能較差。普通均為幾十歐至幾十千歐左右。
3、陶瓷壓力傳感器:
壓力傳感器原理:壓力直接作用在陶瓷膜片的前外表，使膜片產(chǎn)生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的反面，銜接成一個(gè)惠斯通電橋(閉橋)，由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的高度線性、與鼓勵(lì)電壓也成正比的電壓信號(hào)，規(guī)范的信號(hào)依據(jù)壓力氣程的不同標(biāo)定為2.0/3.0/3.3mV/V等，能夠和應(yīng)變式傳感器相兼容。經(jīng)過(guò)激光標(biāo)定，壓力傳感用具有很高的溫度穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性，傳感器自帶溫度補(bǔ)償0~70℃，并能夠和絕大多數(shù)介質(zhì)直接接觸。
壓力傳感器應(yīng)用:陶瓷是一種公認(rèn)的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動(dòng)的資料。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它的厚膜電阻能夠使它的工作溫度范圍高達(dá)-40~135℃，而且具有丈量的高精度、高穩(wěn)定性。電氣絕緣水平2kV，輸出信號(hào)強(qiáng)，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好。高特性，低價(jià)錢的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的開(kāi)展方向，在歐美國(guó)度有全面替代其它類型傳感器的趨向，在中國(guó)也越來(lái)越多的用戶運(yùn)用陶瓷傳感器替代擴(kuò)散硅壓力傳感器。
4、藍(lán)寶石壓力傳感器
壓力傳感器原理:應(yīng)用應(yīng)變電阻式工作，采用硅-藍(lán)寶石作為半導(dǎo)體敏感元件，具有不相上下的計(jì)量特性。壓力傳感器的電路可以保證應(yīng)變電橋電路的供電，并將應(yīng)變電橋的失衡信號(hào)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的電信號(hào)輸出。在絕壓壓力傳感器和變送器中，藍(lán)寶石薄片，與陶瓷基極玻璃焊料銜接在一同，起到了彈性元件的作用，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換為應(yīng)變片形變，從而到達(dá)壓力丈量的目的。
將來(lái)行業(yè)壓力傳感器應(yīng)用散布開(kāi)展趨向
在醫(yī)療設(shè)備方面，專用設(shè)備主要包括醫(yī)療、環(huán)保、氣候等范疇?wèi)?yīng)用的專業(yè)電子設(shè)備。目前醫(yī)療范疇是壓力傳感器銷售量宏大、利潤(rùn)可觀的新興市場(chǎng)。
汽車電子產(chǎn)業(yè)方面，現(xiàn)代高級(jí)轎車的電子化控制系統(tǒng)程度的關(guān)鍵就在于采用壓力傳感器的數(shù)量和程度，目前一輛普通家用轎車上大約裝置幾十到近百只傳感器，而請(qǐng)求傳感器件向小型化、低本錢和高牢靠性方向開(kāi)展。
在通訊方面，手機(jī)產(chǎn)量的大幅增長(zhǎng)及手機(jī)新功用的不時(shí)增加給傳感器市場(chǎng)帶來(lái)機(jī)遇與應(yīng)戰(zhàn)，彩屏手機(jī)和攝像手機(jī)市場(chǎng)份額不時(shí)上升增加了傳感器在該范疇的應(yīng)用比例。此外，應(yīng)用于集團(tuán)電話和無(wú)繩電話的超聲波傳感器、用于磁存儲(chǔ)介質(zhì)的磁場(chǎng)傳感器等都將呈現(xiàn)強(qiáng)勢(shì)增長(zhǎng)。
以上幾個(gè)方面是傳感器應(yīng)用最多的，壓力傳感器也主要銷售在這些行業(yè)，但是隨著傳感器的開(kāi)展，很多行業(yè)也在積極開(kāi)發(fā)應(yīng)用傳感器，比方一些消費(fèi)行業(yè)，如鞋子上裝置跑步傳感器，護(hù)腕上裝置脈搏傳感器等。很多新型的傳感器都在普遍的被開(kāi)放應(yīng)用。
壓力傳感器原理:主要由于壓電效應(yīng)的產(chǎn)生構(gòu)成的原理狀況。壓力傳感器中主要運(yùn)用的壓電資料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英|二氧化硅是一種自然晶體，壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度范圍之內(nèi)，壓電性質(zhì)不斷存在，但溫度超越這個(gè)范圍之后，壓電性質(zhì)完整消逝。高溫就是所謂的居里點(diǎn)。由于隨著應(yīng)力的變化電場(chǎng)變化微小，即壓電系數(shù)較低，石英逐步被其他的壓電晶體所替代。壓電效應(yīng)應(yīng)用在多晶體上，如壓電陶瓷，包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT、鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等。
應(yīng)用:壓力傳感器主要應(yīng)用在加速度、壓力和力等的丈量中。壓力傳感器是一種常用的加速度計(jì)。它具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、運(yùn)用壽命長(zhǎng)等優(yōu)良的特性。壓力傳感器在飛機(jī)、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動(dòng)和沖擊丈量中曾經(jīng)得到了普遍的應(yīng)用，特別是航空和宇航范疇中更有它的特殊位置。壓力傳感器也能夠用來(lái)丈量發(fā)起機(jī)內(nèi)部熄滅壓力的丈量與真空度的丈量。壓力傳感器也能夠用于軍事工業(yè)，例如用它來(lái)丈量槍炮子彈在膛中擊發(fā)的一霎時(shí)的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。它既能夠用來(lái)丈量大的壓力，也能夠用來(lái)丈量微小的壓力。壓力傳感器也普遍應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)丈量中，比方說(shuō)心室導(dǎo)管式微音器就是由壓電傳感器制成的，由于丈量動(dòng)態(tài)壓力是如此普遍，所以壓電傳感器的應(yīng)用就十分普遍。壓力傳感器不能用于靜態(tài)丈量，由于經(jīng)過(guò)外力作用后的電荷，只要在回路具有無(wú)限大的輸入阻抗時(shí)才得到保管。實(shí)踐的狀況不是這樣的，所以這決議了壓電傳感器只可以丈量動(dòng)態(tài)的應(yīng)力。
2、應(yīng)變片壓力傳感器：
壓力傳感器原理:由于普遍運(yùn)用的壓阻式壓力傳感器，其金屬電阻應(yīng)變片工作原理是吸附在基體資料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。電阻應(yīng)變片是一種將被測(cè)件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號(hào)的敏感器件。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成局部之一。
電阻應(yīng)變片應(yīng)用最多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片經(jīng)過(guò)特殊的粘和劑嚴(yán)密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)作應(yīng)力變化時(shí)，電阻應(yīng)變片也一同產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)作改動(dòng)，從而使加在電阻上的電壓發(fā)作變化。這種應(yīng)變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小，普通這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋，并經(jīng)過(guò)后續(xù)的儀表放大器停止放大，再傳輸給處置電路(通常是A/D轉(zhuǎn)換和CPU)顯現(xiàn)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
金屬電阻應(yīng)變片的內(nèi)部構(gòu)造:電阻應(yīng)變片由基體資料、金屬應(yīng)變絲或應(yīng)變箔、絕緣維護(hù)片和引出線等局部組成。依據(jù)不同的用處，電阻應(yīng)變片的阻值能夠由設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)，但電阻的取值范圍應(yīng)留意:阻值太小，所需的驅(qū)動(dòng)電流太大，同時(shí)應(yīng)變片的發(fā)熱致使自身的溫渡過(guò)高，不同的環(huán)境中運(yùn)用，使應(yīng)變片的阻值變化太大，輸出零點(diǎn)漂移明顯，調(diào)零電路過(guò)于復(fù)雜。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的電磁干擾才能較差。普通均為幾十歐至幾十千歐左右。
3、陶瓷壓力傳感器:
壓力傳感器原理:壓力直接作用在陶瓷膜片的前外表，使膜片產(chǎn)生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的反面，銜接成一個(gè)惠斯通電橋(閉橋)，由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的高度線性、與鼓勵(lì)電壓也成正比的電壓信號(hào)，規(guī)范的信號(hào)依據(jù)壓力氣程的不同標(biāo)定為2.0/3.0/3.3mV/V等，能夠和應(yīng)變式傳感器相兼容。經(jīng)過(guò)激光標(biāo)定，壓力傳感用具有很高的溫度穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性，傳感器自帶溫度補(bǔ)償0~70℃，并能夠和絕大多數(shù)介質(zhì)直接接觸。
壓力傳感器應(yīng)用:陶瓷是一種公認(rèn)的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動(dòng)的資料。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它的厚膜電阻能夠使它的工作溫度范圍高達(dá)-40~135℃，而且具有丈量的高精度、高穩(wěn)定性。電氣絕緣水平2kV，輸出信號(hào)強(qiáng)，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好。高特性，低價(jià)錢的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的開(kāi)展方向，在歐美國(guó)度有全面替代其它類型傳感器的趨向，在中國(guó)也越來(lái)越多的用戶運(yùn)用陶瓷傳感器替代擴(kuò)散硅壓力傳感器。
4、藍(lán)寶石壓力傳感器
壓力傳感器原理:應(yīng)用應(yīng)變電阻式工作，采用硅-藍(lán)寶石作為半導(dǎo)體敏感元件，具有不相上下的計(jì)量特性。壓力傳感器的電路可以保證應(yīng)變電橋電路的供電，并將應(yīng)變電橋的失衡信號(hào)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的電信號(hào)輸出。在絕壓壓力傳感器和變送器中，藍(lán)寶石薄片，與陶瓷基極玻璃焊料銜接在一同，起到了彈性元件的作用，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換為應(yīng)變片形變，從而到達(dá)壓力丈量的目的。
將來(lái)行業(yè)壓力傳感器應(yīng)用散布開(kāi)展趨向
在醫(yī)療設(shè)備方面，專用設(shè)備主要包括醫(yī)療、環(huán)保、氣候等范疇?wèi)?yīng)用的專業(yè)電子設(shè)備。目前醫(yī)療范疇是壓力傳感器銷售量宏大、利潤(rùn)可觀的新興市場(chǎng)。
汽車電子產(chǎn)業(yè)方面，現(xiàn)代高級(jí)轎車的電子化控制系統(tǒng)程度的關(guān)鍵就在于采用壓力傳感器的數(shù)量和程度，目前一輛普通家用轎車上大約裝置幾十到近百只傳感器，而請(qǐng)求傳感器件向小型化、低本錢和高牢靠性方向開(kāi)展。
在通訊方面，手機(jī)產(chǎn)量的大幅增長(zhǎng)及手機(jī)新功用的不時(shí)增加給傳感器市場(chǎng)帶來(lái)機(jī)遇與應(yīng)戰(zhàn)，彩屏手機(jī)和攝像手機(jī)市場(chǎng)份額不時(shí)上升增加了傳感器在該范疇的應(yīng)用比例。此外，應(yīng)用于集團(tuán)電話和無(wú)繩電話的超聲波傳感器、用于磁存儲(chǔ)介質(zhì)的磁場(chǎng)傳感器等都將呈現(xiàn)強(qiáng)勢(shì)增長(zhǎng)。
以上幾個(gè)方面是傳感器應(yīng)用最多的，壓力傳感器也主要銷售在這些行業(yè)，但是隨著傳感器的開(kāi)展，很多行業(yè)也在積極開(kāi)發(fā)應(yīng)用傳感器，比方一些消費(fèi)行業(yè)，如鞋子上裝置跑步傳感器，護(hù)腕上裝置脈搏傳感器等。很多新型的傳感器都在普遍的被開(kāi)放應(yīng)用。
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