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常见压力变送器/传感器的工作原理和分类

2016-1-12 13:04:50      点击:
常见压力变送器/传感器的原理和分类

    压力变送器是一种把非电量转变成电信号的器件,变送器关键件主要包含:压力敏感部件、集成电路、结构件三部分。压力敏感部件有溅射型、电阻应变型、扩散硅型、微熔型、蓝宝石型、陶瓷型等,在外加激励电压后,通过惠斯登测量原理输出电信号,达到测量介质压力的目的。


☆ 电阻应变压力变送器原理
    电阻应变型压力变送器关键器件是电阻应变片,它是一种将被测件上的应变变化,转换成为一种电信号的敏感器件。通常是将应变片通过特殊的粘合剂紧密的粘在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小,一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D 转换和CPU)、显示或执行机构。
☆ 陶瓷压力变送器原理
    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,连接成一个惠斯登电桥,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,根据压力量程的不同,标准的信号可标定为2.0 / 3.0 / 3.3mV/V 等,可以和应变式传感器相兼容。通过激光标定,传感器具有很高的温度稳定性和时间稳定性,并可以和绝大多数介质直接接触。
☆ 扩散硅压力变送器原理
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,使传感器内部芯片的电阻值发生变化,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。
☆ 溅射薄膜压力变送器原理
    在高真空度中,利用磁控技术,将绝缘材料、电阻材料以分子形式淀积在不锈钢弹性膜片上,形成分子键合的绝缘材料薄膜和电阻材料薄膜,并与弹性不锈钢膜片融为一体,再经过光刻、调阻、温度补偿等工序,在弹性不锈钢膜片上形成牢固而稳定的惠斯登电桥,当被测介质压力作用于弹性不锈钢膜片时,惠斯登电桥则产生与压力成正比的电输出信号,将信号经过放大、调节等处理,再配以适当的结构,就成为各个应用领域的压力传感器和变送器。
☆ 蓝宝石压力变送器原理
    利用应变电阻式工作原理,采用硅-蓝宝石作为半导体敏感元件,具有无与伦比的计量特性。用硅-蓝宝石半导体敏感元件制造的压力传感器和变送器,可在非常恶劣的工作条件下正常工作,并且可靠性高、精度好、温度误差极小、性价比高。
☆ 压电式压力变送器原理
    压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英、二氧化硅是一种天然晶体,利用材料的压电效应,将动态应力转换为电信号。
压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中,主要测量动态应力。