壓力傳感器(共4頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上壓力傳感器一、 壓力傳感器的介紹壓力傳感器是指將接收到的氣體、液體等壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的電流信號(hào)（420mADC），以供給指示報(bào)警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進(jìn)行測(cè)量、指示和過程調(diào)節(jié)的元器件。它主要是由測(cè)壓元件傳感器、測(cè)量電路和過程連接件等組成的（進(jìn)氣壓力傳感器）。壓力傳感器(Pressure Transducer)是能感受壓力信號(hào)，并能按照一定的規(guī)律將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成可用的輸出的電信號(hào)的器件或裝置。壓力傳感器通常由壓力敏感元件和信號(hào)處理單元組成。按不同的測(cè)試壓力類型，壓力傳感器可分為表壓傳感器、差壓傳感器和絕壓傳感器。二、 壓力傳感器的分類壓力傳感器是使用最為廣泛的一

2、種傳感器。傳統(tǒng)的壓力傳感器以機(jī)械結(jié)構(gòu)型的器件為主，以彈性元件的形變指示壓力，但這種結(jié)構(gòu)尺寸大、質(zhì)量重，不能提供電學(xué)輸出。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體壓力傳感器也應(yīng)運(yùn)而生。其特點(diǎn)是體積小、質(zhì)量輕、準(zhǔn)確度高、溫度特性好。特別是隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體傳感器向著微型化發(fā)展，而且其功耗小、可靠性高。常見的壓力傳感器分類有：擴(kuò)散硅壓力傳感器、壓電式壓力傳感器、應(yīng)變片壓力傳感器、藍(lán)寶石壓力傳感器、陶瓷壓力傳感器等三、 壓力傳感器的原理擴(kuò)散硅壓力傳感器：擴(kuò)散硅壓力傳感器工作原理也是基于壓阻效應(yīng)，利用壓阻效應(yīng)原理，被測(cè)介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上(不銹鋼或陶瓷)，使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移

3、，使傳感器的電阻值發(fā)生變化，利用電子線路檢測(cè)這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量信號(hào)。壓電式壓力傳感器：壓電效應(yīng)是壓電傳感器的主要工作原理，壓電傳感器不能用于靜態(tài)測(cè)量，因?yàn)榻?jīng)過外力作用后的電荷，只有在回路具有無限大的輸入阻抗時(shí)才得到保存。實(shí)際的情況不是這樣的，所以這決定了壓電傳感器只能夠測(cè)量動(dòng)態(tài)的應(yīng)力。壓阻式壓力傳感器：電阻應(yīng)變片是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。藍(lán)寶石壓力傳感器：利用應(yīng)變電阻式工作原理，采用硅-藍(lán)寶石作為半導(dǎo)體敏感元件，具有無與倫比的計(jì)量特性。因此，利用硅-藍(lán)

4、寶石制造的半導(dǎo)體敏感元件，對(duì)溫度變化不敏感，即使在高溫條件下，也有著很好的工作特性;藍(lán)寶石的抗輻射特性極強(qiáng);另外，硅-藍(lán)寶石半導(dǎo)體敏感元件，無p-n漂移。陶瓷壓力傳感器：陶瓷壓力傳感器基于壓阻效應(yīng)，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個(gè)惠斯通電橋，由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的高度線性、與激勵(lì)電壓也成正比的電壓信號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)根據(jù)壓力量程的不同標(biāo)定為2.0/3.0/3.3mV/V等，可以和應(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(shí)間穩(wěn)定性，傳感器自帶溫度補(bǔ)償0 70，并可以和絕大多數(shù)介質(zhì)直接接觸

5、。四、 壓力傳感器的性能指標(biāo)1) 測(cè)量介質(zhì)：液體或氣體（對(duì)不銹鋼殼體無腐蝕）2) 量程：0-10MPa3) 精度等級(jí)：0.1%FS、0.5%FS（可選）4) 穩(wěn)定性能：0.05%FS/年；0.1%FS/年5) 輸出信號(hào)：RS485、420mA（可選）6) 過載能力：150%FS7) 零點(diǎn)溫度系數(shù)：0.01%FS/8) 滿度溫度系數(shù)：0.02%FS/9) 防護(hù)等級(jí)：IP6810) 環(huán)境溫度：-108011) 存儲(chǔ)溫度：-408512) 供電電源：9V36V DC；13) 結(jié)構(gòu)材料：外殼：不銹鋼1Cr18Ni9Ti14) 密封圈：氟橡膠15) 膜片：不銹鋼316L16) 電纜：7.2mm聚氨酯專用

6、電纜五、 壓力傳感器的接線壓力傳感器一般有兩線制、三線制、四線制，有的還有五線制的。壓力傳感器兩線制比較簡(jiǎn)單，一般人都知道怎么接線，一根線連接電源正極，另一個(gè)線也就是信號(hào)線經(jīng)過儀器連接到電源負(fù)極，這種是最簡(jiǎn)單的，壓力傳感器三線制是在兩線制基礎(chǔ)上加了一個(gè)線，這根線直接連接到電源的負(fù)極，較兩線制麻煩一點(diǎn)。四線制壓力傳感器肯定是兩個(gè)電源輸入端，另外兩個(gè)是信號(hào)輸出端。四線制的多半是電壓輸出而不是420mA輸出，420mA的叫壓力變送器，多數(shù)做成兩線制的。壓力傳感器的信號(hào)輸出有些是沒有經(jīng)過放大的，滿量程輸出只有幾十毫伏，而有些壓力傳感器在內(nèi)部有放大電路，滿量程輸出為02V。至于怎么接到顯示儀表，要看儀表

7、的量程是多大，如果有和輸出信號(hào)相適應(yīng)的檔位，就可以直接測(cè)量，否則要加信號(hào)調(diào)整電路。五線制壓力傳感器與四線制相差不大，市面上五線制的傳感器也比較少。六、 壓力傳感器的不可避免誤差1) 偏移量誤差：由于在整個(gè)壓力范圍內(nèi)垂直偏移保持恒定，因此變換器擴(kuò)散和激光調(diào)節(jié)修正的變化將產(chǎn)生偏移量誤差。2) 靈敏度誤差：產(chǎn)生誤差大小與壓力成正比。如果設(shè)備的靈敏度高于典型值，靈敏度誤差將是壓力的遞增函數(shù)。如果靈敏度低于典型值，那么靈敏度誤差將是壓力的遞減函數(shù)。該誤差的產(chǎn)生原因在于擴(kuò)散過程的變化。3) 線性誤差：這是一個(gè)對(duì)壓力傳感器初始誤差影響較小的因素，該誤差的產(chǎn)生原因在于硅片的物理非線性，但對(duì)于帶的傳感器，還應(yīng)包括放大器的非線性。線性誤差曲線可以是凹形曲線，也可以是凸形曲線稱重傳感器。4) 滯后誤差：在大多數(shù)情形中，壓力傳感器的滯后誤差完全可以忽略不計(jì)，因?yàn)楣杵哂泻芨叩臋C(jī)械剛度。一般只需在壓力變化很大的情形中考慮滯后誤差。七、 壓力傳感器的應(yīng)用壓