压力变送器工作原理

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压力变送器工作原理

压力变送器工作原理

压力变送器工作原理压力变送器是一种常用的工业仪表,用于测量和转换压力信号。

它将压力信号转换为标准的电信号输出,方便监测和控制系统的使用。

压力变送器广泛应用于石油、化工、电力、冶金等行业。

一、压力变送器的基本原理压力变送器的工作原理基于压阻效应和电桥原理。

其主要由压力传感器和信号处理电路组成。

1. 压力传感器压力传感器是压力变送器的核心部件,它通过感受被测介质的压力变化来产生相应的信号。

常用的压力传感器有压阻式、电容式和电磁式等。

压阻式压力传感器是最常见的一种类型,它利用金属薄膜或硅片作为敏感元件,当受到压力作用时,敏感元件发生形变,导致电阻值的变化。

这个变化的电阻值通过连接在电桥电路中的传感器引脚,产生一个电压信号。

2. 信号处理电路信号处理电路主要负责将压力传感器输出的电压信号进行放大、滤波和线性化处理,以获得稳定和准确的压力信号。

信号处理电路通常由运放、滤波器、放大器和模数转换器等组成。

运放负责放大压力传感器输出的微弱电压信号,以增加信号的幅度。

滤波器用于去除杂散信号和噪音,以确保输出信号的稳定性。

放大器用于进一步增大信号幅度,以适应不同的测量范围。

模数转换器将模拟信号转换为数字信号,方便后续的数字处理和传输。

二、压力变送器的工作过程压力变送器的工作过程可以简单描述为以下几个步骤:1. 压力传感器感受压力变化当被测介质的压力发生变化时,压力传感器会感受到这个变化。

压力传感器内部的敏感元件会随着压力的变化而发生形变,产生相应的电阻变化。

2. 信号处理电路处理电压信号压力传感器输出的电阻变化通过连接在电桥电路中的传感器引脚,产生一个微弱的电压信号。

这个信号经过信号处理电路的放大、滤波和线性化处理,得到一个稳定和准确的压力信号。

3. 输出标准信号经过信号处理电路处理后的压力信号,通常会被转换为标准的电信号输出。

常见的输出信号有4-20mA、0-10V等。

这些标准信号可以方便地与其他仪表或控制系统进行连接和传输。

压力变送器工作原理

压力变送器工作原理

压力变送器工作原理压力变送器是一种常用的工业自动化仪器,用于测量液体或者气体的压力,并将压力信号转换为标准的电信号输出。

本文将详细介绍压力变送器的工作原理。

一、压力变送器的基本构成1.1 压力传感器:用于感应被测介质的压力,并将压力转换为电信号。

1.2 信号调理电路:对传感器输出的信号进行放大、滤波、线性化等处理。

1.3 输出部份:将处理后的信号转换为标准的电信号输出,通常为4-20mA或者0-10V。

二、压力变送器的工作原理2.1 压力传感器感应压力:当被测介质施加压力时,压力传感器内部的压力敏感元件(如应变片、电容器等)会产生位移或者变化。

2.2 信号调理电路处理信号:传感器输出的微弱信号经过信号调理电路的放大、滤波等处理,使其符合标准的电信号输出要求。

2.3 输出部份输出电信号:经过处理后的信号被转换为标准的电信号输出,用于连接控制系统或者显示仪表。

三、压力变送器的工作原理3.1 压力传感器的选择:根据被测介质的性质、测量范围、工作环境等因素选择合适的压力传感器。

3.2 信号调理电路的设计:根据传感器输出信号的特点设计合适的信号调理电路,确保输出信号的准确性和稳定性。

3.3 输出部份的校准:对输出部份进行校准,确保输出的电信号符合标准要求,提高测量的准确性。

四、压力变送器的应用领域4.1 工业自动化:压力变送器广泛应用于工业自动化领域,用于监测各种液体或者气体的压力。

4.2 石油化工:在石油化工生产过程中,压力变送器用于监测管道压力、储罐压力等参数。

4.3 汽车创造:汽车创造过程中需要对发动机油压、制动系统压力等进行监测,压力变送器可以实现这些测量。

五、压力变送器的发展趋势5.1 远程监测:随着物联网技术的发展,压力变送器将更多应用于远程监测和控制领域。

5.2 智能化:压力变送器将逐渐实现智能化,具备自动校准、故障诊断等功能。

5.3 多参数测量:未来压力变送器可能会实现多参数(如温度、流量等)的同时测量,提高测量的全面性和准确性。

压力变送器的原理和分类

压力变送器的原理和分类

压力变送器的原理和分类1. 压力变送器的原理压力变送器是一种用于测量、变换和传递压力信号的装置。

它利用一种传感元件,将被测压力转换为与压力成正比的电信号或气动信号。

主要原理包括弹簧变形原理、压力传感元件原理以及电气信号转换原理。

1.1 弹簧变形原理压力变送器中常用的弹簧原理是指通过受力后的弹性形变,将被测压力转换为推动位移或转动,从而产生输出信号。

它采用了恒力弹簧或恒位移弹簧,在压力作用下发生变形,从而产生变量输出。

1.2 压力传感元件原理压力传感元件是压力变送器的核心部件,常见的有电阻应变式压力传感器和膜片式压力传感器。

电阻应变式压力传感器利用应变电阻的改变来检测压力变化,膜片式压力传感器则利用薄膜受力变形来测量压力。

1.3 电气信号转换原理压力变送器将压力信号转换为电信号的过程称为电气信号转换。

常见的转换方式有电阻变化、电容变化以及电压输出等。

根据具体应用,可以选择相应的信号转换原理。

2. 压力变送器的分类压力变送器根据不同的工作原理、测量范围和应用场合,被分为多种分类。

下面将介绍常见的压力变送器分类。

2.1 绝对压力变送器绝对压力变送器能够测量相对于真空压力零点的绝对压力,常见的应用领域包括高海拔地区气压测量、空气质量检测等。

2.2 相对压力变送器相对压力变送器测量的是相对于大气压力的压力值。

它通常用于气体压力、液体压力等的测量。

2.3 差压变送器差压变送器能够测量两个系统之间的压力差值,常见的应用场景包括压力过滤检测、流体泵测压等。

2.4 电容式压力变送器电容式压力变送器利用电容的变化来测量压力。

它具有灵敏度高、响应速度快等优点,广泛应用于工业自动化控制领域。

2.5 振动式压力变送器振动式压力变送器利用振动频率的变化来测量压力,适用于高温、高粘度液体的测量,如油井压力、炼油压力等。

2.6 数字式压力变送器数字式压力变送器通过内部的处理单元将模拟信号转换为数字信号,具有高精度、抗干扰能力强等特点,广泛应用于工业控制系统中。

压力变送器工作原理

压力变送器工作原理

压力变送器工作原理压力变送器是一种常用的工业仪表,用于测量和转换压力信号。

它将压力信号转换为标准的电信号输出,以便于监测、控制和记录压力变化。

下面将详细介绍压力变送器的工作原理。

1. 压力测量原理:压力变送器通过感应压力作用在其测量部件上的力来测量压力。

测量部件通常采用金属弹簧或者膜片。

当被测压力作用在金属弹簧或者膜片上时,会产生形变,形变量与压力成正比。

压力变送器通过测量部件的形变来确定被测压力的大小。

2. 压力转换原理:压力变送器将测量得到的压力信号转换为标准的电信号输出,常用的输出信号有电流信号(如4-20mA)和电压信号(如0-10V)。

转换过程通常通过电路和电子元件完成。

3. 电路设计原理:压力变送器的电路设计主要包括放大、线性化和滤波等过程。

放大过程将测量得到的弱小信号放大到合适的范围,以提高测量精度。

线性化过程通过电路设计和校准来保证输出信号与被测压力的线性关系。

滤波过程用于去除噪声和干扰信号,以提高信号质量。

4. 温度补偿原理:温度对压力变送器的测量精度有较大影响。

压力变送器通常会采用温度补偿技术来消除温度对测量结果的影响。

温度补偿可以通过在电路中加入温度传感器并进行校准来实现,也可以通过软件算法来进行补偿。

5. 安全保护原理:压力变送器在工业现场中时常面临恶劣的环境和高压力条件,因此需要具备一定的安全保护功能。

常见的安全保护功能包括过压保护、过载保护、防爆设计等。

这些保护功能可以提高压力变送器的使用寿命和可靠性。

6. 应用领域:压力变送器广泛应用于石油化工、电力、冶金、水处理等工业领域。

它可以用于测量液体、气体和蒸汽等介质的压力,并将测量结果转换为标准的电信号输出,以便于监测和控制。

总结:压力变送器是一种将压力信号转换为电信号输出的仪表。

它通过测量部件的形变来测量压力,并通过电路设计和温度补偿来提高测量精度和稳定性。

压力变送器具备安全保护功能,适合于各种工业领域的压力测量和控制。

压力变送器工作原理

压力变送器工作原理

压力变送器工作原理压力变送器是一种常见的工业自动化仪表,用于测量液体或气体的压力,并将其转化为标准电信号输出。

它在各种工业过程控制和监测中具有广泛的应用。

本文将介绍压力变送器的工作原理和基本结构。

一、工作原理压力变送器的工作原理基于压阻效应。

其基本原理是利用外部压力对感应元件造成的阻力变化来测量压力。

常见的感应元件有压阻式和电容式。

下面分别介绍这两种类型的压力变送器。

1. 压阻式压力变送器压阻式压力变送器由一个绞丝电阻网格、一个弹性测量体和一个支承体组成。

当压力施加到测量体上时,测量体产生微小的弹性变形,这导致电阻网格的电阻值发生变化。

利用电桥原理,将电阻变化转化为电压信号输出。

该电压信号与压力成正比关系。

2. 电容式压力变送器电容式压力变送器由两个金属电极和一个可变电容介质组成。

其中一个金属电极固定,另一个可移动。

当压力施加到可移动电极上时,电容介质的压缩程度发生变化,从而改变电容的值。

通过测量电容的变化,可以得到相应的压力值。

二、基本结构无论是压阻式还是电容式压力变送器,它们的基本结构都包括感应元件、测量体、支撑体和电子部件。

1. 感应元件感应元件是压力变送器的核心部件,负责将外部压力转化为电信号。

对于压阻式压力变送器,感应元件通常采用硅微芯片技术制成,具有高精度和稳定性。

而对于电容式压力变送器,感应元件则由金属电极和电介质组成。

2. 测量体测量体是用于感应压力的组件。

它一般具有弹性材料制成,例如硅胶。

当压力施加到测量体上时,测量体会发生弹性变形,从而导致感应元件的阻值或电容值发生变化。

压力变送器工作原理

压力变送器工作原理

压力变送器工作原理压力变送器是一种用于测量、检测和转换压力信号的设备,广泛应用于工业自动化控制系统中。

它的工作原理是利用一定的物理原理将压力信号转换为标准的电信号输出,从而实现对压力的测量和控制。

下面我们将详细介绍压力变送器的工作原理。

1. 压力传感器压力变送器的核心部件是压力传感器,它通常采用压阻式或压电式传感器。

压阻式传感器利用压电阻的电阻值随压力变化而发生变化的特性,将压力信号转换为电阻信号。

而压电式传感器则是利用压电效应,当受到外力作用时,晶体会产生电荷,从而将压力信号转换为电信号输出。

2. 信号处理压力传感器输出的电阻信号或电信号并不直接适用于工业控制系统,因此需要经过信号处理。

信号处理包括放大、滤波、线性化等过程,以确保输出的信号稳定、准确,并符合工业标准。

3. 电信号输出经过信号处理后,压力变送器将输出标准的电信号,通常为4-20mA电流信号或0-10V电压信号。

这些电信号可以直接接入PLC、DCS等控制系统,实现对压力的测量和控制。

4. 温度补偿在工业现场,温度是一个不可忽视的因素,它会对压力传感器的测量精度产生影响。

因此,压力变送器通常还配备有温度补偿功能,通过内置的温度传感器或外接的温度补偿装置,对测量的压力信号进行温度补偿,以确保测量精度和稳定性。

5. 安全保护在工业生产过程中,压力变送器常常面临各种恶劣的工作环境,如高温、高压、腐蚀等。

因此,压力变送器通常还配备有安全保护功能,如防爆、防水、防腐蚀等,以确保设备的安全运行。

总结通过上述工作原理的介绍,我们可以看出,压力变送器是一种将压力信号转换为标准电信号输出的设备,它通过压力传感器、信号处理、电信号输出、温度补偿和安全保护等部件的协同作用,实现对压力的准确测量和控制。

压力变送器的工作原理在工业自动化控制系统中起着至关重要的作用,为工业生产提供了可靠的压力测量和控制手段。

压力变送器工作原理

压力变送器工作原理压力变送器是一种广泛应用于工业控制领域的仪器,它可以将被测介质的压力信号转换为标准的电信号输出,以便进行测量、控制和调节。

压力变送器的工作原理涉及到压力感应元件、信号处理电路和输出电路三个主要部分。

1. 压力感应元件压力感应元件是压力变送器的核心部件,它负责将被测介质的压力转换为机械位移或电信号。

常见的压力感应元件有压阻式、电容式和电磁式等。

- 压阻式压力感应元件:由一块薄膜材料制成,薄膜上有导电材料形成的电阻器。

当被测介质的压力作用在薄膜上时,薄膜会发生微小的弯曲,从而改变电阻值。

通过测量电阻值的变化,可以确定被测介质的压力大小。

- 电容式压力感应元件:由两个平行的金属电极构成,当被测介质的压力作用在电极上时,电容值会发生变化。

通过测量电容值的变化,可以确定被测介质的压力大小。

- 电磁式压力感应元件:利用电磁感应原理,通过被测介质压力改变磁场的方式来测量压力。

当被测介质的压力作用在磁场上时,磁感应强度会发生变化,通过测量磁感应强度的变化,可以确定被测介质的压力大小。

2. 信号处理电路信号处理电路是将压力感应元件输出的微弱信号进行放大、滤波和线性化处理的部分。

其主要功能是将感应元件输出的电信号转换为标准的电流信号或电压信号,以便后续的测量和控制。

- 放大:由于压力感应元件输出的信号较微弱,需要通过放大电路将其放大到适合测量和控制的范围内。

- 滤波:为了去除噪声和杂散信号的干扰,信号处理电路通常会采用滤波电路对信号进行滤波处理,以保证输出信号的稳定性和准确性。

- 线性化:压力感应元件的输出信号与被测介质的压力并非线性关系,为了获得更准确的测量结果,信号处理电路通常会采用线性化电路对信号进行线性化处理。

3. 输出电路输出电路是将信号处理电路输出的标准电信号转换为可供外部设备读取和使用的电信号。

根据不同的应用需求,压力变送器的输出信号可以为电流信号(如4-20mA)或电压信号(如0-10V)。

压力变送器的工作原理

压力变送器的工作原理压力变送器是一种用于测量液体或气体压力并将其转换为标准信号输出的装置。

它在工业自动化控制系统中起着至关重要的作用,能够准确地将压力转换为电信号,从而实现对压力的监测和控制。

下面我们将详细介绍压力变送器的工作原理。

1. 压力传感器压力变送器的核心部件是压力传感器,它通常由感应元件和信号处理电路两部分组成。

感应元件是将压力信号转换为电信号的装置,常见的压力传感器有压阻式、压电式、电容式和电感式传感器。

信号处理电路则是对感应元件输出的电信号进行放大、滤波和线性化处理,以保证输出信号的稳定性和准确性。

2. 压力传感原理压力传感器的工作原理基于压力与某种物理量(如电阻、电容、电感等)之间的关系。

以压阻式传感器为例,当外界施加压力时,感应元件内部的电阻会发生变化,从而使得输出电信号发生相应的变化。

通过对输出信号的处理,就可以得到与外界压力成正比的电信号输出。

3. 压力变送原理压力变送器的工作原理与压力传感器类似,但在信号处理电路方面有所不同。

压力变送器通常会对输出信号进行放大、滤波和线性化处理,并且能够将输出信号转换为标准的电流信号(如4-20mA)或电压信号(如0-5V、0-10V),以便与工业控制系统进行连接。

4. 工作原理总结综上所述,压力变送器的工作原理可以总结为:当外界斨加压力时,压力传感器内部的感应元件会产生相应的物理量变化,通过信号处理电路对这一变化进行处理,最终将其转换为标准的电信号输出。

这一输出信号可以被工业控制系统读取,并用于实现对压力的监测和控制。

总的来说,压力变送器通过压力传感器将压力信号转换为电信号,再经过信号处理电路的处理,最终输出标准的电流或电压信号。

这种工作原理使得压力变送器在工业自动化控制系统中具有广泛的应用前景,能够满足对压力监测和控制的各种需求。

压力变送器工作原理

压力变送器工作原理压力变送器是一种常见的工业自动化仪器,用于测量和转换压力信号。

它的工作原理基于压力传感器和电子电路的结合,能够将压力信号转换为标准的电信号输出,以便于监控和控制系统的使用。

1. 压力传感器压力变送器的核心部件是压力传感器。

压力传感器通常由压力敏感元件和变送器组成。

压力敏感元件可以是压阻式、电容式或电感式等不同类型。

当被测介质施加压力时,压力敏感元件会发生形变,从而产生与压力成正比的电信号。

2. 信号转换压力传感器产生的电信号通常是微弱的,无法直接应用于控制系统。

因此,压力变送器内部的电子电路会对信号进行放大、滤波和线性化处理,以获得稳定可靠的标准信号输出。

常见的信号输出方式包括模拟信号(如4-20mA、0-10V)和数字信号(如RS485、HART协议)。

3. 温度补偿压力的测量值受到温度的影响,为了提高测量的准确性,压力变送器通常会进行温度补偿。

通过在变送器内部加入温度传感器,可以实时测量环境温度,并根据预先设定的温度补偿算法对压力信号进行修正,以消除温度对测量结果的影响。

4. 防护和安全由于压力变送器通常应用于恶劣的工业环境中,为了保证其正常工作和长寿命,压力变送器通常具有防护和安全措施。

例如,外壳采用防爆设计,可耐受高温、腐蚀等恶劣条件;同时,还具备过压保护、过流保护和短路保护等功能,以防止因外界因素引起的损坏。

5. 应用领域压力变送器广泛应用于工业自动化控制系统中,用于测量和控制各种液体和气体的压力。

常见的应用领域包括石油化工、电力、冶金、制药、食品加工等行业。

例如,在石油化工领域,压力变送器可用于测量管道中的压力,以确保管道系统的安全运行。

总结:压力变送器是一种基于压力传感器和电子电路的仪器,用于测量和转换压力信号。

其工作原理包括压力传感器、信号转换、温度补偿、防护和安全等方面。

压力变送器广泛应用于工业自动化控制系统中,具有重要的实时监测和控制作用。

压力变送器工作原理

压力变送器工作原理压力变送器是一种常用的传感器,用于测量液体、气体或蒸汽的压力,并将压力信号转换成标准的电信号输出。

本文将详细介绍压力变送器的工作原理。

一、传感器原理1.1 压力传感器:压力传感器是压力变送器的核心部件,通过压力传感器来感知被测介质的压力变化。

1.2 敏感元件:压力传感器内部通常装有敏感元件,例如压阻式、电容式、热敏电阻式等,用来将压力信号转换成电信号。

1.3 信号处理电路:压力传感器输出的电信号经过信号处理电路进行放大、滤波、线性化等处理,以确保输出信号的稳定性和准确性。

二、工作原理2.1 压力传感器感应:当被测介质的压力作用在压力传感器上时,压力传感器内部的敏感元件会受到压力的影响而产生变化。

2.2 电信号输出:敏感元件产生的变化会被转换成电信号,经过信号处理电路处理后输出。

2.3 输出信号:压力变送器输出的电信号通常为标准的模拟信号(如4-20mA、0-5V等)或数字信号,可以直接连接到控制系统或数据采集设备。

三、工作原理分析3.1 压阻式压力传感器:压阻式压力传感器是利用压阻效应来感应压力变化的,其输出信号与压力成正比。

3.2 电容式压力传感器:电容式压力传感器利用电容的变化来感应压力变化,其输出信号与压力成反比。

3.3 热敏电阻式压力传感器:热敏电阻式压力传感器利用热敏电阻的温度变化来感应压力变化,其输出信号与压力成正比。

四、应用领域4.1 工业自动化:压力变送器在工业自动化领域广泛应用,用于监测管道、容器等设备的压力变化。

4.2 石油化工:在石油化工行业,压力变送器用于监测油气管道、储罐等设备的压力情况。

4.3 汽车工业:汽车领域中,压力变送器被广泛应用于发动机、变速箱等部件的压力监测。

五、总结5.1 压力变送器是一种重要的传感器设备,通过测量压力变化实现对被测介质的监测和控制。

5.2 不同类型的压力传感器采用不同的工作原理,可以根据具体应用场景选择合适的压力变送器。

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压力变送器原理
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1、应变片压力传感器原理与应用
力学传感器的种类繁多,如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。

但应用最为广泛的是压阻式压力传感器,它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。

下面我们主要介绍这类传感器。

在了解压阻式力传感器时,我们首先认识一下电阻应变片这种元件。

电阻应变片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。

它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。

电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。

金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。

通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合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。

金属电阻应变片的内部结构
如图1所示,是电阻应变片的结构示意图,它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。

根据不同的用途,电阻应变片的阻值可以由设计者设计,但电阻的取值范围应注意:阻值太小,所需的驱动电流太大,同时应变片的发热致使本身的温度过高,不同的环境中使用,使应变片的阻值变化太大,输出零点漂移明显,调零电路过于复杂。

而电阻太大,阻抗太高,抗外界的电磁干扰能力较差。

一般均为几十欧至几十千欧左右。

电阻应变片的工作原理
金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象,俗称为电阻应变效应。

金属导体的电阻值可用下式表示:
R=ρ*L/S 式中:ρ——金属导体的电阻率(Ω·cm2/m)
S——导体的截面积(cm2)
L——导体的长度(m)
我们以金属丝应变电阻为例,当金属丝受外力作用时,其长度和截面积都会发生变化,从上式中可很容易看出,其电阻值即会发生改变,假如金属丝受外力作用而伸长时,其长度增加,而截面积减少,电阻值便会增大。

当金属丝受外力作用而压缩时,长度减小而截面增加,电
阻值则会减小。

只要测出加在电阻的变化(通常是测量电阻两端的电压),即可获得应变金属丝的应变情
2、陶瓷压力传感器原理及应用
抗腐蚀的陶瓷压力传感器没有液体的传递,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,连接成一个惠斯通电桥闭桥,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,标准的信号根据压力量程的不同标定为2.0 / 3.0 / 3.3 mV/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,传感器自带温度补偿0~70℃,并可以和绝大多数介质直接接触。

陶瓷是一种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的材料。

陶瓷的热稳定特性及它的厚膜电阻可以使它的工作温度范围高达-40~135℃,而且具有测量的高精度、高稳定性。

电气绝缘程度>2kV,输出信号强,长期稳定性好。

高特性,低价格的陶瓷传感器将是压力传感器的发展方向,在欧美国家有全面替代其它类型传感器的趋势,在中国也越来越多的用户使用陶瓷传感器替代扩散硅压力传感器。

3、扩散硅压力传感器原理及应用
工作原理
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,使传感器的电阻值发生变化,和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。

原理图
4、蓝宝石压力传感器原理与应用
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。

蓝宝石系由单晶体绝缘体元素组成,不会发生滞后、疲劳和蠕变现象;蓝宝石比硅要坚固,硬度更高,不怕形变;蓝宝石有着非常好的弹性和绝缘特性(1000 OC以内),因此,利用硅-蓝宝石制造的半导体敏感元件,对温度变化不敏感,即使在高温条件下,也有着很好的工作特性;蓝宝石的抗辐射特性极强;另外,硅-蓝宝石半导体敏感元件,无p-n漂移,因此,从根本上简化了制造工艺,提高了重复性,确保了高成品率。

用硅-蓝宝石半导体敏感元件制造的压力传感器和变送器,可在最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。

表压压力传感器和变送器由双膜片构成:钛合金测量膜片和钛合金接收膜片。

印刷有异质外延性应变灵敏电桥电路的蓝宝石薄片,被焊接在钛合金测量膜片上。

被测压力传送到接收膜片上(接收膜片与测量膜片之间用拉杆坚固的连接在一起)。

在压力的作用下,钛合金
接收膜片产生形变,该形变被硅-蓝宝石敏感元件感知后,其电桥输出会发生变化,变化的幅度与被测压力成正比。

传感器的电路能够保证应变电桥电路的供电,并将应变电桥的失衡信号转换为统一的电信号输出(0-5,4-20mA或0-5V)。

在绝压压力传感器和变送器中,蓝宝石薄片,与陶瓷基极玻璃焊料连接在一起,起到了弹性元件的作用,将被测压力转换为应变片形变,从而达到压力测量的目的。

5、压电压力传感器原理与应用
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,压电效应就是在这种晶体中发现的,在一定的温度范围之内,压电性质一直存在,但温度超过这个范围之后,压电性质完全消失(这个高温就是所谓的“居里点”)。

由于随着应力的变化电场变化微小(也就说压电系数比较低),所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。

而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数,但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。

磷酸二氢胺属于人造晶体,能够承受高温和相当高的湿度,所以已经得到了广泛的应用。

现在压电效应也应用在多晶体上,比如现在的压电陶瓷,包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。

压电效应是压电传感器的主要工作原理,压电传感器不能用于静态测量,因为经过外力作用后的电荷,只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。

实际的情况不是这样的,所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。

压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。

压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。

它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。

压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用,特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。

压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。

也可以用于军事工业,例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。

它既可以用来测量大的压力,也可以用来测量微小的压力。

压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中,比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的,因为测量动态压力是如此普遍,所以压电传感器的应用就非常广泛。

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