压力传感器分类及原理集锦
发布网友
发布时间：2024-12-13 04:26
共1个回答
热心网友
时间：2024-12-14 08:10
压力传感器（Pressure sensor）：
能够测量压力并提供远传电信号的装置统称为压力传感器。它是压力检测仪表的重要组成部分，结构形式多样，常见类型包括应变式、压阻式、电容式、压电式、振频式压力传感器，还有光电式、光纤式、超声式压力传感器等。压力传感器可直接将被测压力转换为各种电信号，便于自动化系统的集中检测与控制，因此广泛应用于工业生产。
压力传感器的类型：
01 应变式压力传感器：
应变式压力传感器通过测量弹性元件的应变来间接测量压力。根据材料不同，应变元件分为金属和半导体两大类。其工作原理基于导体和半导体的“应变效应”，即材料变形时电阻值会变化。当金属丝受外力作用时，长度和截面积变化，电阻值随之改变，通过测量电阻两端的电压变化，即可获得应变情况。
02 压阻式压力传感器：
压阻压力传感器利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成。单晶硅在受力后电阻率变化，通过测量电路可得到正比于力变化的电信号。它直接通过硅膜片感受被测压力，基于压阻效应，即材料在应力下电阻变化。硅的电阻变化不仅与应力相关的几何形变有关，还与材料本身的电阻有关，使其程度因子远大于金属。
03 电容式压力传感器：
电容式压力传感器利用电容作为敏感元件，将被测压力转换为电容值变化，通常采用圆形金属薄膜或镀金属薄膜作为电容器的一个电极，当薄膜变形时，电容量发生变化，通过测量电路输出与电压成一定关系的电信号。
04 压电式压力传感器：
压电式压力传感器主要基于压电效应，利用电气元件和其他机械将待测压力转换为电量，再进行相关测量。它主要应用于动态测量，主要压电材料包括磷酸二氢胺、酒石酸钾钠和石英。压电效应分为正压电效应和逆压电效应。
05 电感压力传感器：
电感式压力传感器利用电磁原理，当压力作用于膜片时，气隙大小改变，影响线圈电感，处理电路将电感变化转化为信号输出，达到测量压力的目的。电感式压力传感器按磁路变化分为变磁阻和变磁导两种。
06 霍尔压力传感器：
霍尔压力传感器基于霍尔效应制成，当固体导体放置在磁场中，且有电流通过时，导体内的电荷载子受到洛伦兹力而偏向一边，产生电压。霍尔元件材料多为半导体，如N型硅、锑化铟、砷化铟等。
07 电涡流压力传感器：
电涡流压力传感器基于电涡流效应，由一个移动的磁场与金属导体相交或移动的金属导体与磁场垂直交会所产生，产生循环电流。
08 振弦式压力传感器：
振弦式压力传感器属于频率敏感型传感器，其敏感元件为拉紧的钢弦，固有频率与拉紧力大小有关。通过测量振动频率变化量可测算拉力大小，即输入是力信号，输出是频率信号。
