压力传感器的简介分类:各类压力传感器的工作原理:应用领域:未来发展趋势:
原标题:压力传感器的简介
压力传感器(PressureTransducer)是能感受压力信号 , 并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置 。
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压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成 。 按不同的测试压力类型 , 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 。
重载压力传感器是传感器中一种 , 但是我们很少听说这种压力传感器 , 它通常被用于交通运输应用中 , 通过监测气动、轻载液压、制动压力、机油压力、传动装置、以及卡车/拖车的气闸等关键系统的压力、液力、流量及液位来维持重载设备的性能 。
重载压力传感器是一种具有外壳、金属压力接口以及高电平信号输出的压力测量装置 。 许多传感器配有圆形金属或塑料外壳 , 外观呈筒状 , 一端是压力接口 , 另一端是电缆或连接器 。 这类重载压力传感器常用于极端温度及电磁干扰环境 。 工业及交通运输领域的客户在控制系统中使用压力传感器 , 可实现对冷却液或润滑油等流体的压力测量和监控 。 同时 , 它还能够及时检测压力尖峰反馈 , 发现系统阻塞等问题 , 从而即时找到解决方案 。
重载压力传感器一直在发展 , 重载压力传感器为了能够用于更加复杂的控制系统 , 设计工程师必需提高传感器精度同时需要降低成本便于实际应用等要求 。
多传感器信息融合技术的基本原理就像人的大脑综合处理信息的过程一样 , 将各种传感器进行多层次、多空间的信息互补和优化组合处理 , 最终产生对观测环境的一致性解释 。 在这个过程中要充分地利用多源数据进行合理支配与使用 , 而信息融合的最终目标则是基于各传感器获得的分离观测信息 , 通过对信息多级别、多方面组合导出更多有用信息 。 这不仅是利用了多个传感器相互协同操作的优势 , 而且也综合处理了其它信息源的数据来提高整个传感器系统的智能化 。
分类: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 。
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1.扩散硅压力变送器
扩散硅压力变送器是把带隔离的硅压阻式压力敏感元件封装于不锈钢壳体内制作而成 。 它能将感受到的液体或气体压力转换成标准的电信号对外输出 。
2.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 。
3.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 。
各类压力传感器的工作原理:1、压阻式压力传感器
电阻应变片是压阻式应变传感器的主要组成部分之一 。 金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象 , 俗称为电阻应变效应 。
2、陶瓷压力传感器
陶瓷压力传感器基于压阻效应 , 压力直接作用在陶瓷膜片的前表面 , 使膜片产生微小的形变 , 厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面 , 连接成一个惠斯通电桥 , 由于压敏电阻的压阻效应 , 使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号 , 标准的信号根据压力量程的不同标定为2.0/3.0/3.3mV/V等 , 可以和应变式传感器相兼容 。
3、扩散硅压力传感器:
扩散硅压力传感器工作原理也是基于压阻效应 , 利用压阻效应原理 , 被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上(不锈钢或陶瓷) , 使膜片产生与介质压力成正比的微位移 , 使传感器的电阻值发生变化 , 利用电子线路检测这一变化 , 并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号 。
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