压力传感器
压力传感器的原理及作用
压力传感器的原理及作用
压力传感器（Pressure Sensor）是一种测量介质压力变化的设备，属于传感器的一种。
压力传感器的原理是利用压力对某种特定材料产生形变的性质，通过测量形变程度来推断介质压力的大小。
常用的压力传感器有多种工作原理，包括应变片式、电容式、电阻式、振动式、压电式等。
应变片式压力传感器的工作原理是利用在测量接口上的应变片，在受到外力（即介质压力）作用时，产生形变，通过测量应变片上的形变来间接测量压力。
电容式压力传感器的工作原理是利用介质的压力将电容器的电容值改变，通过测量电容值的变化来间接测量压力。
电阻式压力传感器的工作原理是利用压力改变电阻的特性，通过测量电阻值的变化来间接测量压力。
振动式压力传感器的工作原理是利用压力改变振动的频率或振幅，通过测量振动的变化来间接测量压力。
压电式压力传感器的工作原理是利用压力引起压电材料产生电荷，通过测量产生的电荷量的变化来间接测量压力。
压力传感器在工业、物流、医疗、汽车等领域有广泛的应用。
它可以用于测量气体或液体的压力，监测和控制系统中的压力变化，用于安全预警、质量控制、工艺调整等。
压力传感器还可以用于科学研究、环境监测、航空航天等领域。
压力传感器
第三章 压力传感器的结构、 原理与检测
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第一节 概述
第二节 进气压力传感器
第三节 大气压力传感器 第四节 制动主缸油压传感器 第五节 蓄压器压力传感器 第六节 空气滤清器真空开关
第七节 机油压力开关
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第一节
概 述
压力传感器在汽车上应用较广，它的作用是检测气体或 液体的压力变化情况，并把检测结果转换成电信号输入给电 控单元。 一、压力传感器的类型 1.压力传感器按结构可分为 1）电磁式：或称膜盒传动的可变电感式、差动变压器组合 式。敏感元件有膜盒、波纹管、U形管等。 2）压阻效应式：压阻效应是指当半导体受到应力作用时， 由于载流子迁移率的变化，其电阻率发生变化的现象。 半导体压阻式传感器具有灵敏度高、动态响应好、精度 高易于微型化和集成化等特点而应用广泛。 3）电阻-应变效应式：电阻-应变效应是指金属导体的电阻 在导体受力产生变形(伸长或缩短)时发生变化的现象。
基片 半导体应变片
密封圈
传感 元件
壳体
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安装位置：主缸下部。
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第五节
蓄压器压力传感器
作用：检测牵引力控制系统(TRC)蓄压器油液压力，并将压力 信号转换为电信号输入ECU，以控制液压泵的工作。 1.传感器结构： 由压力检测部分(半导体压敏元件)、电路部分等组成。
2.传感器工作原理： 当油液压力低时，它 向ECU输入油压低信号， 以便起动油压泵，使之运 转；当油液压力高时，它 压力 开关 输入ECU的信号使液压 泵停止运转。 低压…
3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5
UO 输出电压/V
压力 kPa
17 34 51 68 85 100
压力传感器知识点总结
压力传感器知识点总结一、压力传感器的概念及分类压力传感器是一种能够将物体外部施加的压力转变成电信号输出的装置。
它可以将压力大小转化为电信号输出，通常用于测量液体、气体或固体的压力。
根据测量原理和测量对象的不同，压力传感器可以分为多种类型，常见的有压阻式压力传感器、压力变送器、电容式压力传感器和压电式压力传感器等。
1. 压阻式压力传感器压阻式压力传感器是利用压阻效应来测量被测压力的装置。
当被测压力作用在敏感元件上时，敏感元件发生形变，从而改变了电阻值。
通过检测电阻值的变化，就可以得到被测压力的大小。
压阻式压力传感器的优点是价格低廉，输出信号稳定，但灵敏度较低，精度一般较低。
2. 压力变送器压力变送器也是一种常见的压力传感器，它一般由感压元件和信号处理电路组成。
感压元件将被测压力转化为位移，再由信号处理电路将位移信号转化为电信号输出。
压力变送器具有输出信号稳定、精度高、灵敏度高等优点，广泛应用于工业自动化领域。
3. 电容式压力传感器电容式压力传感器是利用被测压力作用下的电容值变化来测量压力大小的装置。
当被测压力作用在感应体上时，感应体发生形变，从而改变了电容值。
通过检测电容值的变化，就可以得到被测压力的大小。
电容式压力传感器具有灵敏度高、精度高的特点，但价格较高。
4. 压电式压力传感器压电式压力传感器是利用压电效应来测量被测压力的装置。
当被测压力作用在压电晶体上时，压电晶体产生电荷，从而产生电压信号输出。
压电式压力传感器具有输出稳定、精度高、频率响应快的优点，但价格较高。
二、压力传感器的工作原理1. 压阻式压力传感器的工作原理压阻式压力传感器是利用压阻效应来测量被测压力的装置。
当被测压力作用在敏感元件上时，敏感元件发生形变，从而改变了电阻值。
通过检测电阻值的变化，就可以得到被测压力的大小。
2. 压力变送器的工作原理压力变送器一般由感压元件和信号处理电路组成。
感压元件将被测压力转化为位移，再由信号处理电路将位移信号转化为电信号输出。
压力传感器的分类与原理介绍
压力传感器的分类与原理介绍压力传感器是一种测量物体受力并将其转化为电信号的设备。
它被广泛应用于工业、汽车、航空航天等领域中，用于测量压力变化并实时反馈给控制系统。
压力传感器根据其工作原理和结构特点可以分为多种类型，下面将对几种常见的压力传感器进行分类与原理介绍。
1. 压阻式传感器压阻式传感器是一种基于电阻变化原理的压力传感器。
它通常由两个平行的金属片组成，两片金属片之间有一层敏感膜，当外力作用于敏感膜时，金属片的电阻值会发生变化。
这种变化可以通过电路进行检测和测量。
压阻式传感器的优点是结构简单、价格低廉，但是其精度较低，易受温度和湿度的影响。
2. 容积式传感器容积式传感器是一种基于压力变化引起的容积变化原理的压力传感器。
它通常由一个弹性元件和一个容器组成。
当压力作用于容器时，容器内的气体容积会发生变化，从而引起弹性元件的形变。
这种形变可以通过传感器内的压力变化转化为电信号进行测量。
容积式传感器的优点是精度较高、抗干扰能力强，但是其结构复杂，成本较高。
3. 电容式传感器电容式传感器是一种基于电容变化原理的压力传感器。
它通常由两个电极和一个电介质组成，当压力作用于电介质时，电容的值会发生变化。
这种变化可以通过电路进行检测和测量。
电容式传感器的优点是精度高、响应速度快，但是其受温度和湿度的影响较大，且易受外界电场干扰。
4. 压电式传感器压电式传感器是一种基于压电效应原理的压力传感器。
它通常由压电材料和电极组成，当外力作用于压电材料时，压电材料会产生电荷，从而生成电压信号。
这种电压信号可以通过电路进行检测和测量。
压电式传感器的优点是响应速度快、精度高、抗干扰能力强，但是其价格较高，使用时需要注意防止过载和过压。
5. 磁敏式传感器磁敏式传感器是一种基于磁阻效应原理的压力传感器。
它通常由一个磁敏材料和一个磁场组成，当压力作用于磁敏材料时，磁敏材料的磁阻值会发生变化。
这种变化可以通过电路进行检测和测量。
磁敏式传感器的优点是精度高、稳定性好，但是其价格较高，且易受外界磁场干扰。
压力传感器的分类与原理介绍
压力传感器的分类与原理介绍什么是压力传感器？压力传感器是一种用于测量压力的装置，它将压力转化为电信号输出，以便进行测量和监测。
压力传感器广泛应用于各个领域，包括工业控制、环境监测、医疗设备和汽车工业等。
压力传感器的分类压力传感器按照原理和工作方式的不同，可分为多种类型。
以下将介绍几种常见的压力传感器及其原理。
1. 压阻传感器（Resistive Pressure Sensors）压阻传感器基于传导材料的电阻与其受到的压力成反比的原理工作。
内部含有传导材料的薄膜在受到压力时会发生形变，导致电阻值发生改变。
这种传感器的性能受到温度和湿度等环境因素的影响较大。
2. 压电传感器（Piezoelectric Pressure Sensors）压电传感器利用由压电材料产生的电荷或电压信号测量压力。
当受到压力时，压电材料会产生电荷分布的变化，从而产生电压信号。
这种传感器具有高灵敏度、宽工作频率范围和较小的尺寸等优点，广泛应用于汽车、航空航天和医疗设备等领域。
3. 电容传感器（Capacitive Pressure Sensors）电容传感器是利用微小的电容变化来测量压力。
传感器中的两个电极之间会形成一个微小的电容，当受到压力时，电容值会发生微小的变化。
通过测量电容的改变，可以推导出压力的大小。
这种传感器具有较高的精确度和可靠性。
4. 音圈热导传感器（Strain Gauge Pressure Sensors）音圈热导传感器通过测量压力对弹性体的形变来获得压力值。
传感器中包含一个或多个应变片（Strain Gauge），当受到压力时，弹性体会产生形变，进而导致应变片的电阻值发生改变。
测量这种电阻值的变化可以反推出压力的大小。
压力传感器的工作原理无论是哪种类型的压力传感器，它们的工作原理都是基于压力力学和电信号转换原理。
以下将分别介绍几种常见压力传感器的工作原理。
- 压阻传感器的工作原理：传感器内部的弹性体会因受到外力而发生形变，导致传导材料的电阻发生变化。
《压力传感器》课件
压力传感器的维护与保养
定期检查
定期检查压力传感器的外观、连接线路和电 源等，确保其正常工作。
清理与保养
根据需要，定期清理压力传感器的表面污垢 和杂物，保持其清洁状态。
校准与调整
定期对压力传感器进行校准和调整，以确保 其测量精度和稳定性。
更换损坏元件
如发现压力传感器内部元件损坏，应及时更 换，以避免影响其正常工作。
根据精度要求选择
根据实际应用对测量精度的要求，选 择具有适当分辨率和误差范围的压力
传感器。
根据测量范围选择
根据所需测量的压力范围，选择量程 合适的压力传感器，以确保测量精度 和稳定性。
根据环境因素选择
考虑使用环境的影响因素，如温度、 湿度、振动等，选择能在恶劣环境下 稳定工作的压力传感器。
压力传感器的安装与使用
多功能化
在微型传感器中集成多种功能模块， 如温度、湿度等，实现多参数测量。
无线压力传感器的发展趋势
无线通信技术
采用无线通信技术，实现传感器与接收器之 间的数据传输，提高监测系统的灵活性和可 靠性。
能量管理
优化传感器能量管理技术，提高传感器续航 能力和稳定性，满足长期监测需求。
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压力传感器的分类
01
根据工作原理，压力传感器可分为电阻式、电容式、电感式和 压电式等类型。
02
根据输出信号，压力传感器可分为模拟输出和数字输出两种类
型。
根据使用环境，压力传感器可分为工业、医疗、气象、航空航
03
天等类型。
压力传感器的应用领域
压力传感器广泛应用于工 业自动化、智能家居、医 疗设备、汽车电子等领域。
03
CATALOGUE
压力传感器是什么原理
压力传感器是什么原理
压力传感器是一种能够测量压力变化的装置。
它的工作原理主要基于以下几种原理：
1.电阻变化原理：压力传感器内部包括一个弹性变形的元件，并通过电阻传感器测量其阻值的变化。
当外部受力施加在该元件上时，元件会发生形变，进而导致其阻值发生变化，通过测量阻值的变化即可得知压力的变化。
2.电容变化原理：压力传感器内部包括两个带电性质的电极，当施加压力时，电极之间的距离发生变化，进而改变了电容的数值。
通过测量电容的变化即可得知压力的变化。
3.压电效应原理：压力传感器内部包括一种称为压电晶体材料的元件。
当该晶体受到压力时，其内部结构发生变化，导致产生电荷。
测量所产生的电荷大小即可得知压力的变化。
4.挠性变形原理：压力传感器内部包括一个弯曲或弯折的弹性杆件，当受到压力时，弹性杆件发生弯曲或弯折变形。
测量杆件的形变程度即可得知压力的变化。
以上是常见的几种压力传感器的工作原理，不同类型的压力传感器可能会使用不同的原理，但其基本原理是通过测量变化的电阻、电容、压电效应或形变来实现对压力的测量。
压力传感器原理
压力传感器原理压力传感器是一种常用的传感器，广泛应用于各个领域中。
本文将详细介绍压力传感器的工作原理，并探讨其在实际应用中的作用。
一、压力传感器的定义与分类压力传感器是一种能够测量介质加在物体表面上的压力的装置。
根据不同的工作原理和测量范围，压力传感器可以分为电阻式、电容式、压敏电阻式、压阻式等多种类型。
二、电阻式压力传感器原理电阻式压力传感器利用材料在受力作用下的变形规律来测量压力。
其基本原理是：当外界施加压力时，传感器内部的电阻值会发生变化。
通过测量这一变化，我们可以得知压力的大小。
三、电容式压力传感器原理电容式压力传感器则是通过测量电容的变化来间接测得压力值。
当外界施加压力时，传感器内部两个电极之间的距离会发生微小变化，进而影响电容的大小。
通过测量电容的变化，我们可以推导出压力的大小。
四、压敏电阻式压力传感器原理压敏电阻式压力传感器利用电阻材料的电阻值与压力的相关性来进行测量。
当外界施加压力时，传感器内部电阻的值会随之发生变化。
通过测量电阻值的变化，我们可以了解到压力的大小。
五、压阻式压力传感器原理压阻式压力传感器则是利用柔性材料的阻值特性来进行测量。
当外界施加压力时，传感器内部的柔性材料会发生形变，导致电阻值的变化。
通过测量电阻值的变化，我们可以判断压力的大小。
六、压力传感器的实际应用压力传感器在实际应用中发挥着重要作用。
例如，它可以应用于工业生产中的流程控制，帮助监测和控制压力的变化，保证生产的稳定性和质量。
此外，压力传感器还应用于汽车领域，用于测量轮胎压力，提高行车安全性。
同时，在医疗设备、环境监测等领域也有广泛的应用。
七、压力传感器的优势与不足压力传感器具有灵敏度高、精度高、响应速度快等优势，能够准确地测量压力值。
然而，部分压力传感器对环境温度变化敏感，并且受到材料和结构限制，无法在极端环境下正常工作。
八、总结压力传感器通过不同的工作原理实现对压力的测量，具有广泛的应用领域。
在工业、汽车、医疗等领域中，压力传感器发挥着重要的作用。
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• 物性测量方法
– 敏感元件受压力作用进行产生物理特性变化，进而由转换 元件转换成电信号进行测量的一类方法 – 压阻式、压电式压力传感器
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2.1重力与被测压力平衡的测量法
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2.2弹性力与被测压力平衡的测量法
当被测压力作用于弹性元件时，弹性元件便产生 相应的弹性变形(即机械位移)。 根据变形量的大小，可以测得被测压力的数值。
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双臂直流电桥
电桥平衡条件： UOUT=A(R1· R4 - R2· R3)=0 R1· R4 = R2· R3
U OUT U CD U CB U DB R2 R R4 R1 R R2 R R3 R4 R2 R R4 R1 R2 R3 R4 R R1 R2
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弹性元件是核心部 分，其作用是感受压 力并产生弹性变形， 弹性元件采用何种形 式要根据测量要求选 择和设计；
弹簧管：
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波 纹 管 弹 或 波 簧 登 管 管
弹性膜片
传感器9ຫໍສະໝຸດ 悬梁弹性体柱筒弹性体
轮辐弹性体
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在弹性元件与指示机构之间是变换 放大机构，其作用是将弹性元件的变形 进行变换和放大； 指示机构(如指针与刻度标尺)用于 给出压力示值； 调整机构用于调整零点和量程。
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2.3物性测量方法
当被测压力作用于压电晶体时，压电晶体 会产生电势差，利用这个电势差可以进行 压力大小的测量
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传感器的定义
能感受规定的被测量并按照一定的规律转 换成可用信号的器件或装置，通常由敏感 元件和转换元件组成。
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传感器
传感器是一种检测装置，能感受到被测量 的信息，并能将检测感受到的信息，按一 定规律变换成为电信号或其他所需形式的 信息输出，以满足信息的传输、处理、存 储、显示、记录和控制等要求。它是实现 自动检测和自动控制的首要环节。
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应变管式压力传感器特点及应用
应变管式压力传感器的结构简单、制造方 便、适用性强，在火箭弹、炮弹和火炮的 动态压力测量方面有广泛应用。
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膜片式应变式压力传感器
它的弹性敏感元件为周边固定圆形金属平 膜片。膜片受压力变形时，中心处径向应 变和切向应变均达到正的最大值，而边缘 处径向应变达到负的最大值，切向应变为 零。因此常把两个应变片分别贴在正负最 大应变处，并接成相邻桥臂的半桥电路以 获得较大灵敏度和温度补偿作用。
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3. 电阻应变式压力传感器
• 3.1、电阻应变片 • 3.2、测量电路
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3.1电阻应变片---工作原理
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电阻应变片---工作原理
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电阻应变片---工作原理
定义(dl/l)= 为材料的轴向应变，单位为 u 10-6mm/mm
=
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金属和半导体的压阻效应
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应变式压力传感器分类
• • • •
1.应变管式 2.膜片式 3.应变梁式 4.组合式
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应变管式
又称应变筒式。它的弹性敏感元件为一端封 闭的薄壁圆筒，其另一端带有法兰与被测系 统连接。在筒壁上贴有2片或4片应变片，其 中一半贴在实心部分作为温度补偿片,另一半 作为测量应变片。当没有压力时 4片应变片组 成平衡的全桥式电路;当压力作用于内腔时,圆 筒变形成“腰鼓形”,使电桥失去平衡,输出与 压力成一定关系的电压。这种传感器还可以 利用活塞将被测压力转换为力传递到应变筒 上或通过垂链形状的膜片传递被测压力。
• 电容式转速传感器
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6. 压电式压力传感器
• 3.6.1 压电效应及压电材料 • 3.6.2 测量电路 • 3.6.3 应用
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6.1压电效应及压电材料
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• 压电材料的特性参数 – 压电常数：衡量材料压电效应强弱的参数 – 弹性常数：即刚度，决定压电器件的固有频率和动态特性 – 介电常数：影响器件的固有电容，进而影响传感器的频率下 限 – 机电耦合系数：压电效应中，输出能量与收入能量之比的平 方根，衡量压电材料机电能量转换效率的一个重要参数 – 电阻：压电材料的绝缘电阻将减少电荷泄露，改善传感器的 低频特性 – 居里点：压电材料开始丧失压电性的温度
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悬梁式电阻应变片压力传感器
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柱筒式电阻应变片压力传感器
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轮辐式电阻应变片压力传感器
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电阻应变片的优点
• 灵敏度、精度高，性能稳定，误差小于1%
• 尺寸小，重量轻，测量速度快，即可用于 静态测量，又可用于动态测量 • 测量范围大，变形范围从1%-2% • 适应性强，可在高温、超低温、高压、水 下、强磁场以及辐射等恶劣环境下使用
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4. 电感式压力传感器
• 4.1 电感式传感器分类 • 4.2 自感型 – 可变磁阻型 – 电涡流型 • 4.3 互感性
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4.1电感式传感器分类
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4.2 自感型---可变磁阻式
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4.3 互感型电感传感器
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5Kg称重传感器
• 1. 5kg传感器 • 满量程输出电压=激励电压*灵敏度1.0mv/v • 例如：供电电压是5V乘以灵敏1.0mv/v=满 量程5mv。相当于有5kg重力产生时候产生 5mv的电压。
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HX711模块
• 2. 711模块对产生的5mv电压进行采样。 • 概述：711模块A通道带有128倍信号增益 ，可以将5mv的电压放大128倍，然后采样 输出24bit AD转换的值，单片机通过制定时 序将24bit数据读出。
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5 .电容式压力传感器
• 5.1 工作原理及特性 • 5.2 测量电路 • 5.3 应用
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5.1 工作原理及特性
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5.3 电容式传感器的应用
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电容式压力传感器
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电容式转速传感器
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压力传感器分类
常用压力传感器有：
电容式压力传感器、变磁阻式压力传感器 （变磁阻式传感器、差动变压器式压力传 感器）、霍耳式压力传感器、光纤式压力 传感器（见光纤传感器）、谐振式压力传 感器等。
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压力传感器
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压力传感器的选型
1、品牌误区：进口的不一定是最好的，国产 的也不是都比进口的差，比如：皓鹰 2、精度误区：从某个角度来说：稳定性比产 品的精度更重要，精度选择应该是建立在 高稳定性的基础上的。 3、追求廉价：事实上，高品质的产品就决定 了它的价格会相对的高一些。 4、选择合适的量程、合适的精度、合适安装 方式、合适的输出方式。
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电阻应变片---主要特性
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3.2测量电路---直流电桥
电桥平衡条件： UOUT=A(R1· R4 - R2· R3)=0 R1· R4 = R2· R3
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假设：
，并考虑到电桥初始平衡条件 ，则上式可写成为：
省略去分母中的微量
优点：采用直流电桥，测量前，经调平，可以使输出信号 从零点开始变化。 缺点：单臂电桥的输入输出特性是非线性，采用较大R1值 可以减小非线性误差，但降低灵敏度。 改进办法：差分双臂电桥、四臂电桥
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6.2 测量电路
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Cc传输电缆分布电容，Ri Ci 放大器输入阻抗、 容抗
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6.3 压电传感器应用
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电子称
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电子称原理图
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HL-8型传感器受力方式图
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HL-8型称重传感器参数
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压力传感器的使用
• 1、检查安装孔的尺寸、保持安装孔的清洁 ； • 2、正确安装、选择恰当的位置； • 3、仔细清洁、保持干燥； • 4、避免高低温干扰、高低频干扰、静电干 扰； • 5、防止压力过载
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应变式压力传感器
应变式压力传感器是 压力传感器中应用比 较多的一种传感器， 它一般用于测量较大 的压力，广泛应用于 测量管道内部压力、 内燃机燃气的压力、 压差和喷射压力、发 动机和导弹试验中的 脉动压力，以及各种 领域中的流体压力等 。
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1.2压力的定义
压力是垂直而均匀地作用在单位面积上的力 ，即物理学中常称的压强。工程上，习惯把压强 称为压力。由此定义，压力可表示为:
pF S
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2.压力的测量方法
• 重力与被测压力平衡的测量法
– 液柱式压力计
• 弹性力与被测压力平衡的测量法
– 敏感元件受压力作用产生弹性形变，进而由转换元件转换 成电信号进行测量的一类方法 – 各种弹簧管、弹性膜、波纹管等敏感元件