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四种压力传感器的基本工作原理和特点:电阻应变传感器11。电阻应变传感器定义被测动态压力作用在弹性敏感元件上,使其变形,在变形部分贴上电阻应变片,电阻应变片感知动态压力的变化。根据这一原理设计的传感器称为电阻应变压力传感器。1.2电阻应变传感器的工作原理附着在电阻应变传感器上的金属电阻应变片主要有金属丝应变片和箔片应变片。箔式应变片由厚度为0.002—0.008毫米、宽度为0.003—0.008毫米的金属箔制成..金属丝应变片由高电阻系数的电阻丝(直径0.015 - 0.05mm)平行(一般2-40根)呈网格状排列而成,电阻值为60-200?, 平时120?,牢固地附着在一张薄纸上,电阻纸的两端焊上引线,表面覆盖一层薄纸,即制成纸基电阻丝应变片。测量时,将金属电阻应变片用专用胶粘贴在待测弹性敏感元件表面。当弹性敏感元件随着动态压力变形时,电阻应变片也变形。如下图所示。b是栅极宽度,l是基极长度。材料的电阻变化率由下式确定:(1)式中;从材料力学的知识;(2)公式中,k在一定范围内为常数,微分dR和dL改写为增量δ r和δ l,(3)根据公式(2),当弹性传感元件受到动压力时,会产生相应的变形ε, 并且变形值可以用金属丝应变片或箔片应变片测量,从而得到δ r的变化和动压的变化。我们知道晶体是各向异性的,非晶是各向同性的。有些晶体介质在一定方向上受到机械力变形时会产生极化效应。当机械力撤除后,会回到不带电的状态,即在压力下,有些晶体可能会产生一种电效应,这种电效应称为极化效应。根据这一效应,科学家们开发了压力传感器。
压力传感器是工业实践中常用的一种传感器,我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制成的,也称压电式传感器。
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,因为只有当回路具有无穷大的输入阻抗时,外力作用后的电荷才得以保留。实际情况并非如此,因此决定了压电传感器只能测量动态应力。
压电传感器主要用于加速度、压力和力的测量。压电加速度计是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长的优点。压电式加速度计已广泛应用于飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑物的振动和冲击测量,特别是在航空和航天领域。
压电传感器也可以用来测量发动机的内燃压力和真空度。它还可以用于军事工业,例如测量枪支子弹在膛内发射瞬间的膛压变化和枪口冲击波压力。它可以用来测量大压力和小压力。
压电传感器也广泛用于生物医学测量。例如,心室导管麦克风由压电传感器制成。因为测量动态压力是如此普遍,压电传感器被广泛使用。传感器技术是现代科学技术发展水平的标志之一,压力传感器技术是传感器技术的一个重要分支。目前,扩散硅、电容、硅蓝宝石、陶瓷厚膜、金属应变片等各种类型的压力传感器广泛应用于国民生产的各个行业和科技领域。下面简单介绍一些常用压力传感器的特点及其区别。
蓝宝石压力传感器
蓝宝石压力传感器采用应变电阻工作原理,以硅蓝宝石为半导体敏感元件,具有计量特性。
蓝宝石由单晶绝缘体元素组成,不会造成迟滞、疲劳和蠕变。蓝宝石比硅坚固,硬度更高,不怕变形;而且蓝宝石具有非常好的弹性和绝缘性,所以硅-蓝宝石制成的半导体传感器对温度变化不敏感,即使在高温条件下也具有良好的工作特性。蓝宝石抗辐射能力强;此外,硅蓝宝石半导体传感器没有p-n漂移,从根本上简化了制造工艺,提高了可重复性,保证了高成品率。
采用硅蓝宝石半导体敏感元件制成的压力传感器和变送器能在恶劣的工作条件下正常工作,可靠性高,精度好,温度误差小,性价比高。
更多信息请看相关信息:您好,我是斯帕托电子的技术人员。压力传感器的工作原理
一个
应变式压力传感器原理
机械传感器有很多种,如电阻应变式压力传感器、半导体应变式压力传感器、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、电容式加速度传感器等。
当对电阻式力传感器进行解压缩时,我们首先了解电阻式应变仪。电阻应变片是一种将被测零件上的应变变化转换成电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要部件之一。金属电阻应变计和半导体应变计被广泛使用。金属电阻应变片有两种:金属丝应变片和金属箔应变片。通常,应变仪通过一种特殊的粘合剂与产生机械应变的基板紧密结合。当衬底的应力改变时,应变仪的电阻改变,从而施加到电阻器的电压改变。这种应变片通常在受力时电阻变化很小。一般这种应变片形成一个应变电桥,由后续的仪表放大器放大后再传输到处理电路 (通常为模数转换器)
转换和CPU
)显示器或致动器。
电阻应变仪的工作原理
金属电阻应变片的工作原理是吸附在基材上的应变电阻随机械变形而变化的现象,俗称电阻应变效应。金属导体的电阻值可以由下面的公式表示:
式中:ρ-金属导体的电阻率(ω。平方厘米/平方米
)
S
-导体的横截面积(cm2
)
L
-导线长度(米
)
二
陶瓷压力传感器原理
耐腐蚀的陶瓷压力传感器没有液体传输,压力直接作用在陶瓷膜片的正面,使膜片轻微变形。厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面,连接形成惠斯通电桥(闭合电桥)。由于压电电阻器的压阻效应,电桥产生与压力和激励电压成比例的高度线性的电压信号。根据不同的压力范围,标准信号被校准为2.0。
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三
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三点三十分
MV/V等。,可与应变传感器兼容。
、
三
扩散硅压力传感器原理
工作原理:被测介质的压力直接作用在传感器的膜片(不锈钢或陶瓷)上,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,这种变化被电子电路检测到,并转换输出一个与此压力相对应的标准测量信号。
四
蓝宝石压力传感器
基于应变电阻的工作原理,硅-
蓝宝石作为半导体敏感元件,具有计量特性。
五
压电压力传感器原理
压电传感器中使用的主要压电材料包括应时、酒石酸钾钠和磷酸二氢。其中,应时(二氧化硅)是一种天然晶体,在这种晶体中发现了压电效应。在一定的温度范围内,压电性能一直存在,但温度超过这个范围后,压电性能完全消失(这个高温称为
居里点)。由于电场随应力的变化而略有变化(也就是说压电系数相对较低),应时逐渐被其他压电晶体所取代。