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最全壓力傳感器分類及原理匯總
專欄：技術(shù)支持
發(fā)布日期：2018-06-15
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自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步帶動(dòng)了工業(yè)設(shè)備的更新?lián)Q代。除了液柱式壓力計(jì)、彈性式壓力表外，工業(yè)設(shè)備中采用更多的是可將壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的壓力變送器和傳感器。那么這些壓力變送器和傳感器是如何將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的呢？今天小編為大家匯總了目前最常見的幾種壓力傳感器的測(cè)量原理 ，一起過足癮吧 ！1 、壓電壓力傳感器基于壓電效應(yīng)（Piezoelectric effect） ，利用電氣元件和其他機(jī)械把待測(cè)的壓力轉(zhuǎn)換成為電量 ，再進(jìn)...
自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步帶動(dòng)了工業(yè)設(shè)備的更新?lián)Q代 1、壓電壓力傳感器 基于壓電效應(yīng)（Piezoelectric effect），利用電氣元件和其他機(jī)械把待測(cè)的壓力轉(zhuǎn)換成為電量，再進(jìn)行相關(guān)測(cè)量工作的測(cè)量精密儀器。壓電傳感器只可以應(yīng)用在動(dòng)態(tài)測(cè)量當(dāng)中。主要的壓電材料是：磷酸二氫胺、酒石酸鉀鈉和石英。隨著技術(shù)的發(fā)展，壓電效應(yīng)也已經(jīng)在多晶體上得到應(yīng)用了。例如：壓電陶瓷，鈮鎂酸壓電陶瓷、鈮酸鹽系壓電陶瓷和鈦酸鋇壓電陶瓷等等都包括在內(nèi)。 以壓電效應(yīng)為工作原理的傳感器是機(jī)電轉(zhuǎn)換式和自發(fā)電式傳感器。它的敏感元件是用壓電材料制作而成的。當(dāng)壓電材料受到外力作用時(shí)表面會(huì)形成電荷，電荷通過電荷放大器 優(yōu)點(diǎn)是：重量較輕 缺點(diǎn)是：有部分電壓材料忌潮濕，因此需要采取一系列的防潮措施 2 壓阻效應(yīng)是用來描述材料在受到機(jī)械式應(yīng)力下所產(chǎn)生的電阻變化 壓阻壓力傳感器一般通過引線接入惠斯登電橋中。平時(shí)敏感芯體沒有外加壓力作用 為減小溫度變化對(duì)芯體電阻值的影響 3、電容壓力傳感器 利用電容作為敏感元件，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成電容值改變的壓力傳感器。這種壓力傳感器一般采用圓形金屬薄膜或鍍金屬薄膜作為電容器的一個(gè)電極，當(dāng)薄膜感受壓力而變形時(shí) 單電容式壓力傳感器由圓形薄膜與固定電極構(gòu)成 差動(dòng)電容式壓力傳感器的受壓膜片電極位于兩個(gè)固定電極之間 4、電磁壓力傳感器 利用電磁原理的傳感器統(tǒng)稱為電磁壓力傳感器，主要包括電感壓力傳感器、霍爾壓力傳感器、電渦流壓力傳感器等。 ①電感壓力傳感器 電感式壓力傳感器的工作原理是由于磁性材料和磁導(dǎo)率不同 變磁阻式壓力傳感器主要部件是鐵芯跟膜片 在磁通密度高的場(chǎng)合，鐵磁材料的導(dǎo)磁率不穩(wěn)定，這種情況下可以采用變磁導(dǎo)式壓力傳感器測(cè)量。變磁導(dǎo)式壓力傳感器用一個(gè)可移動(dòng)的磁性元件代替鐵芯，壓力的變化導(dǎo)致磁性元件的移動(dòng)，從而磁導(dǎo)率發(fā)生改變，由此得出壓力值。 ②霍爾壓力傳感器 霍爾壓力傳感器是基于某些半導(dǎo)體材料的霍爾效應(yīng)制成的?div id="4qifd00" class="flower right"> 在導(dǎo)體上外加與電流方向垂直的磁場(chǎng)，會(huì)使得導(dǎo)線中的電子受到洛倫茲力而聚集，從而在電子聚集的方向上產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)，此電場(chǎng)將會(huì)使后來的電子受到電力作用而平衡掉磁場(chǎng)造成的洛倫茲力，使得后來的電子能順利通過不會(huì)偏移，此稱為霍爾效應(yīng)。而產(chǎn)生的內(nèi)建電壓稱為霍爾電壓。 當(dāng)磁場(chǎng)為一交變磁場(chǎng)時(shí)，霍爾電動(dòng)勢(shì)也為同頻率的交變電動(dòng)勢(shì)，建立霍爾電動(dòng)勢(shì)的時(shí)間極短 ③電渦流壓力傳感器 基于電渦流效應(yīng)，由一個(gè)移動(dòng)的磁場(chǎng)與金屬導(dǎo)體相交，或是由移動(dòng)的金屬導(dǎo)體與磁場(chǎng)垂直交會(huì)所產(chǎn)生。簡(jiǎn)而言之，就是電磁感應(yīng)造成的。這個(gè)動(dòng)作產(chǎn)生了一個(gè)在導(dǎo)體內(nèi)循環(huán)的電流。電渦流特性使電渦流檢測(cè)具有零頻率響應(yīng)等特性，因此電渦流壓力傳感器可用于靜態(tài)力檢測(cè)。 5、振弦壓力傳感器 振弦壓力傳感器屬于頻率敏感型傳感器，這種頻率測(cè)量具有想當(dāng)高的準(zhǔn)確度，因?yàn)闀r(shí)間和頻率是能準(zhǔn)確測(cè)量的物理量參數(shù)，而且頻率信號(hào)在傳輸過程中可以忽略電纜的電阻、電感、電容等因素的影響。同時(shí)，振弦式壓力傳感器還具有較強(qiáng)的抗干擾能力，零點(diǎn)漂移小、溫度特性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分辨率高、性能穩(wěn)定，便于數(shù)據(jù)傳輸、處理和存儲(chǔ)，容易實(shí)現(xiàn)儀表數(shù)字化，所以振弦式壓力傳感器也可以作為傳感技術(shù)發(fā)展的方向之一。 振弦式壓力傳感器的敏感元件是拉緊的鋼弦 振弦式壓力傳感器可以選擇電流輸出型和頻率輸出型。振弦式壓力傳感器在運(yùn)作式，振弦以其諧振頻率不停振動(dòng)，當(dāng)測(cè)量的壓力發(fā)生變化時(shí)，頻率會(huì)產(chǎn)生變化，這種頻率信號(hào)經(jīng)過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為4~20mA的電流信號(hào)。 |
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