壓力傳感器原理

更新時(shí)間：2024-09-06

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表壓型壓力傳感器通過(guò)檢測(cè)膜片變形來(lái)測(cè)量壓力。檢測(cè)方法有多種類(lèi)型，包括半導(dǎo)體計(jì)式、應(yīng)變計(jì)式、金屬薄膜式。

膜片表面放置四個(gè)計(jì)量電阻，當(dāng)膜片因壓力而變形時(shí)，電阻值會(huì)發(fā)生變化。四個(gè)測(cè)量電阻組裝成橋式電路，電阻的變化作為電壓輸出。

1.半導(dǎo)體表壓傳感器

半導(dǎo)體表壓傳感器使用半導(dǎo)體本身作為隔膜，并利用壓電效應(yīng)測(cè)量壓力，壓電效應(yīng)是半導(dǎo)體受到壓力時(shí)電阻發(fā)生變化的特性。抗壓變化比其他方法大得多，從而可以制造堅(jiān)固的隔膜，使設(shè)備高度耐用。

2.應(yīng)變式壓力傳感器

應(yīng)變計(jì)壓力傳感器通過(guò)將應(yīng)變計(jì)連接到隔膜背面來(lái)測(cè)量應(yīng)變計(jì)電阻的變化。應(yīng)變片是利用金屬變形時(shí)電阻發(fā)生變化的特性來(lái)測(cè)量應(yīng)變，并通過(guò)應(yīng)變與壓力匹配來(lái)輸出壓力的裝置。

3.金屬薄膜壓力傳感器

金屬薄膜壓力傳感器通過(guò)在隔膜上形成金屬薄膜并測(cè)量因壓力而變形的金屬薄膜的電阻變化來(lái)測(cè)量壓力。其特點(diǎn)是比應(yīng)變片式靈敏度更高，可以在高溫下使用。

4.表壓型以外的壓力傳感器

除表壓式壓力傳感器外，還有電容式、光纖式、振動(dòng)式壓力傳感器。

電容法檢測(cè)固定電極和隔膜電極之間的電容。隔膜的位移會(huì)隨著壓力的變化而變形，通過(guò)電容的變化來(lái)測(cè)量并轉(zhuǎn)換為壓力。適用于測(cè)量多種氣體或混合氣體的壓力。

在光纖型中，當(dāng)對(duì)膜片施加壓力時(shí)，光纖的衍射光柵發(fā)生變形，并測(cè)量反射光的波長(zhǎng)的變化。它可以測(cè)量高溫和高精度，用于測(cè)量熔融樹(shù)脂的壓力和體內(nèi)的血壓。

振動(dòng)型的振動(dòng)器安裝在硅膜片芯片上，當(dāng)膜片因壓力而變形時(shí)，振動(dòng)器的固有頻率會(huì)發(fā)生變化。檢測(cè)振動(dòng)頻率的變化并將其轉(zhuǎn)換為壓力。具有高精度、高靈敏度、高分辨率等特點(diǎn)。

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