壓力傳感器分類
壓力傳感器的類型多,目前比較常用的有壓阻式壓力傳感器和壓電式壓力傳感器兩種。
1.壓阻式壓力傳感器壓阻式壓力傳感器的工作原理是當壓敏電阻受壓後產生電阻變化,通過放大器放大並采用標準壓力標定,即可進行壓力檢測。壓阻式壓力傳感器的性能主要取決於壓敏元件(即壓敏電阻)、放大電路,以及生產中的標定和老化工藝。
壓阻式傳感器是用集成電路工藝技術,在矽片上制造出四個等值的薄膜電阻,並組成電橋電路。當不受力作用時,電橋處於平衡狀態,無電壓輸出;當受到力作用時,電橋失去平衡,輸出與應力成正比的電壓。壓阻式傳感器的工作原理與傳統的半導體應變式傳感器的工作原理壹樣,都是基於半導體材料的壓阻效應。
2.壓電式壓力傳感器壓電式壓力傳感器原理基於壓電效應。壓電效應是某些電介質在沿壹定方向上受到外力的作用而變形時,其內部會產生極化現象,同時在它的兩個相對表面上出現正負相反的電荷。當外力去掉後,它又會恢復到不帶電的狀態,這種現象稱為正壓電效應。
當作用力的方向改變時,電荷的極性也隨之改變。相反,當在電介質的極化方向上施加電場,這些電介質也會發生變形,電場去掉後,電介質的變形隨之消失,這種現象稱為逆壓電效應。壓電式壓力傳感器的種類和型號繁多,按彈性敏感元件和受力機構的形式可分為膜片式和活塞式兩類。膜片式主要由本體、膜片和壓電元件組成。壓電元件支撐於本體上,由膜片將被測壓力傳遞給壓電元件,再由壓電元件輸出與被測壓力成壹定關系的電信號。
這種傳感器的特點是體積小、動態特性好、耐高溫等。現代測量技術對傳感器的性能出越來越高的要求。壓電材料最適合於研制這種壓力傳感器。石英是壹種非常好的壓電材料,壓電效應就是在它上面發現。目前比較有效的辦法是選擇適合高溫條件的石英晶體切割方法。
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