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  • 压力传感器工作原理
    新闻分类:传感器解决方案   作者:admin    发布于:2015-07-144    文字:【】【】【

        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<br />
    换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。
    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。
         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
    &ldquo;居里点&rdquo;)。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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