壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐、儀器儀表控制中為常用的一種傳感器，并廣泛運(yùn)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船只、機(jī)床、管道等很多行業(yè)，深圳市力準(zhǔn)傳感技能有限公司技能部的同志就簡略介紹一些常用傳感器原理及其運(yùn)用。

　　力學(xué)傳感器的種類繁復(fù)，如電阻應(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但運(yùn)用為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的報價和較高的精度以及較好的線性特性。[敏感詞]咱們首要介紹這類傳感器。

　　1、應(yīng)變片壓力傳感器原理與運(yùn)用：

　　在了解壓阻式力傳感器時，咱們首先認(rèn)識一下電阻應(yīng)變片這種元件。電阻應(yīng)變片是一種將被測件上的應(yīng)變改動轉(zhuǎn)換成為一種電信號的靈敏器件。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的首要組成部分之一。電阻應(yīng)變片運(yùn)用多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過特別的粘和劑緊密的粘合在發(fā)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力改動時，電阻應(yīng)變片也一同發(fā)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改動，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生改動。這種應(yīng)變片在受力時發(fā)生的阻值改動通常較小，通常這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋，并通過后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大，再傳輸給處理電路（通常是A/D轉(zhuǎn)換和CPU）顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

　　1、金屬電阻應(yīng)變片的內(nèi)部構(gòu)造：它由基體資料、金屬應(yīng)變絲或應(yīng)變箔、絕緣保護(hù)片和引出線等部分組成。依據(jù)不同的用途，電阻應(yīng)變片的阻值能夠由設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)，但電阻的取值規(guī)模應(yīng)留意：阻值太小，所需的驅(qū)動電流太大，同時應(yīng)變片的發(fā)熱致使本身的溫度過高，不同的環(huán)境中運(yùn)用，使應(yīng)變片的阻值改動太大，輸出零點(diǎn)漂移顯著，調(diào)零電路過于雜亂。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的電磁攪擾能力較差。通常均為幾十歐至幾十千歐擺布。

　　1．2、電阻應(yīng)變片的工作原理：金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體資料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而發(fā)生阻值改動的現(xiàn)象，俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。金屬導(dǎo)體的電阻值可用下式表示：

 式中： ρ——金屬導(dǎo)體的電阻率（Ω·cm2/m）

        S——導(dǎo)體的截面積（cm2）

        L——導(dǎo)體的長度（m）

　　咱們以金屬絲應(yīng)變電阻為例，當(dāng)金屬絲受外力效果時，其長度和截面積都會發(fā)生改動，從上式中可很簡單看出，其電阻值即會發(fā)生改動，假設(shè)金屬絲受外力效果而伸長時，其長度增加，而截面積削減，電阻值便會增大。當(dāng)金屬絲受外力效果而壓縮時，長度減小而截面增加，電阻值則會減小。只需測出加在電阻的改動（通常是丈量電阻兩端的電壓），即可獲得應(yīng)變金屬絲的應(yīng)變壓力。

　　2、陶瓷壓力傳感器原理及運(yùn)用：抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒有液體的傳遞，壓力直接效果在陶瓷膜片的前表面，使膜片發(fā)生細(xì)小的形變，厚膜電阻打印在陶瓷膜片的背面，連接成一個惠斯登電路閉橋，因?yàn)閴好綦娮璧膲鹤栊?yīng)，使電橋發(fā)生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號，規(guī)范的信號依據(jù)壓力量程的不同標(biāo)定為2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，能夠和應(yīng)變式傳感器相兼容。通過激光標(biāo)定，傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時間穩(wěn)定性，傳感器自帶溫度補(bǔ)償0～70℃，并與絕大多數(shù)介質(zhì)直接觸摸。

　　陶瓷是一種公認(rèn)的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振蕩的資料。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它的厚膜電阻能夠使它的工作溫度規(guī)模高達(dá)-40～135℃，而且具有丈量的高精度、高穩(wěn)定性。電氣絕緣程度>2kV，輸出信號強(qiáng)，長期穩(wěn)定性好。高特性，低報價的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發(fā)展方向，在歐美[敏感詞]有全部替代其它類型傳感器的趨勢，在中國也不斷增加的用戶運(yùn)用陶瓷傳感器替代分散硅壓力傳感器。

　　3、分散硅壓力傳感器原理及運(yùn)用：被測介質(zhì)的壓力直接效果于傳感器的膜片上（不銹鋼或陶瓷），使膜片發(fā)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發(fā)生改動，和用電子線路檢查這一改動，并轉(zhuǎn)換輸出一個對應(yīng)于這一壓力的規(guī)范丈量信號。

　　4.壓電壓力傳感器原理與運(yùn)用

　　壓電傳感器中首要運(yùn)用的壓電資料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應(yīng)即是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度規(guī)模之內(nèi)，壓電性質(zhì)一直存在，但溫度超越這個規(guī)模以后，壓電性質(zhì)徹底不見（這個高溫即是所謂的“居里點(diǎn)”）。因?yàn)殡S著應(yīng)力的改動電場改動細(xì)?。ㄒ簿驼f壓電系數(shù)比較低），所以石英逐步被其他的壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù)，可是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠運(yùn)用。磷酸二氫胺屬于人造晶體，能夠承受高溫和適當(dāng)高的濕度，所以在一同）。在壓力的效果下，鈦合金接納膜片發(fā)生形變，該形變被硅-藍(lán)寶石靈敏元件感知后，其電橋輸出會發(fā)生改動，改動的幅度與被測壓力成正比。

　　現(xiàn)在壓電效應(yīng)也運(yùn)用在多晶體上，比如壓電陶瓷，包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT、鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等。

　　壓電效應(yīng)是壓電傳感器的首要工作原理，壓電傳感器不能用于靜態(tài)丈量，因?yàn)橥ㄟ^外力效果后的電荷，只要在回路具有無限大的輸入阻抗時才得到保留。實(shí)踐的狀況不是這么的，所以這決議了壓電傳感器只能夠丈量動態(tài)的應(yīng)力。

　　壓電傳感器首要運(yùn)用在加速度、壓力和力等的丈量中。壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計(jì)。它具有構(gòu)造簡略、體積小、重量輕、運(yùn)用壽命長等優(yōu)良的特點(diǎn)。壓電式加速度傳感器在飛機(jī)、汽車、船只、橋梁和建筑的振蕩和沖擊丈量中已經(jīng)得到了廣泛的運(yùn)用，特別是航空和宇航領(lǐng)域中更有它的特別地位。壓電式傳感器也能夠用來丈量發(fā)動機(jī)內(nèi)部焚燒壓力的丈量與真空度的丈量。也能夠用于軍事工業(yè)，例如用它來丈量槍炮槍彈在膛中擊發(fā)的一瞬間的膛壓的改動和炮口的沖擊波壓力。它既能夠用來丈量大的壓力，也能夠用來丈量細(xì)小的壓力。

　　壓電式傳感器也廣泛運(yùn)用在生物醫(yī)學(xué)丈量中，比如說心室導(dǎo)管式微音器即是由壓電傳感器制成的，因?yàn)檎闪縿討B(tài)壓力是如此普遍，所以壓電傳感器的運(yùn)用就非常廣泛。

　　懸臂梁傳感器