壓力傳感器原理

更新時間：2024-09-06

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表壓型壓力傳感器通過檢測膜片變形來測量壓力。檢測方法有多種類型，包括半導(dǎo)體計式、應(yīng)變計式、金屬薄膜式。

膜片表面放置四個計量電阻，當(dāng)膜片因壓力而變形時，電阻值會發(fā)生變化。四個測量電阻組裝成橋式電路，電阻的變化作為電壓輸出。

1.半導(dǎo)體表壓傳感器

半導(dǎo)體表壓傳感器使用半導(dǎo)體本身作為隔膜，并利用壓電效應(yīng)測量壓力，壓電效應(yīng)是半導(dǎo)體受到壓力時電阻發(fā)生變化的特性。抗壓變化比其他方法大得多，從而可以制造堅固的隔膜，使設(shè)備高度耐用。

2.應(yīng)變式壓力傳感器

應(yīng)變計壓力傳感器通過將應(yīng)變計連接到隔膜背面來測量應(yīng)變計電阻的變化。應(yīng)變片是利用金屬變形時電阻發(fā)生變化的特性來測量應(yīng)變，并通過應(yīng)變與壓力匹配來輸出壓力的裝置。

3.金屬薄膜壓力傳感器

金屬薄膜壓力傳感器通過在隔膜上形成金屬薄膜并測量因壓力而變形的金屬薄膜的電阻變化來測量壓力。其特點是比應(yīng)變片式靈敏度更高，可以在高溫下使用。

4.表壓型以外的壓力傳感器

除表壓式壓力傳感器外，還有電容式、光纖式、振動式壓力傳感器。

電容法檢測固定電極和隔膜電極之間的電容。隔膜的位移會隨著壓力的變化而變形，通過電容的變化來測量并轉(zhuǎn)換為壓力。適用于測量多種氣體或混合氣體的壓力。

在光纖型中，當(dāng)對膜片施加壓力時，光纖的衍射光柵發(fā)生變形，并測量反射光的波長的變化。它可以測量高溫和高精度，用于測量熔融樹脂的壓力和體內(nèi)的血壓。

振動型的振動器安裝在硅膜片芯片上，當(dāng)膜片因壓力而變形時，振動器的固有頻率會發(fā)生變化。檢測振動頻率的變化并將其轉(zhuǎn)換為壓力。具有高精度、高靈敏度、高分辨率等特點。