知识分享 | 什么是压力传感器？

Pressure Sensors    

什么是压力传感器    

   

• 压力是作为一个测量量被定义：可以描述为液体或气体在表面上的作用力，它通常以以单位面积上的力作为测量单位。常见的单位是Pascal (Pa), Bar (bar), N/mm2 或 psi（磅/每平方英寸）。

• 传感器定义：传感器是一种测量物理量并将其转化为信号的装置。测量量可以是温度，长度，力，或者压力等。信号通常为电信号，但也可以是光信号。

• 压力传感器定义：压力传感器是由压力敏感元件组成的仪器，以确定施加到传感器上的实际压力（使用不同的工作原理）并将压力信息转换为输出信号。

压力传感器的工作原理

压力传感器可使用多种不同的技术来提供精确的结果。

• 基于应变的压力传感器使用应变片作为压力敏感元件，通常是将金属箔式应变片或是膜片粘合到圆柱形弹性体上。应变原理压力传感器最大优点是具有极高刚度，可测量高达15000 bar的极高压力。电连接通常通过惠斯通电桥完成，具有极高的精确性和一致的测量结果。

• 电容式压力传感器使用压力腔和膜片来产生可变电容。当施加压力时，隔膜变形，电容相应减小。通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。这些传感器仅限于大约40 bar的低压。

• 压阻式压力传感器由一个主要由硅制成的膜片组成，采用集成的应变片来检测施加压力产生的应变。通常采用惠斯通电桥来降低灵敏度并增加输出。由于所使用的材料，压力限制在1000 bar左右。

• 与上述技术不同的是，谐振式压力传感器通过结构共振频率的变化来测量由施加压力引起的应力。根据这种传感器的设计，谐振元件可以暴露于介质中，其中谐振频率取决于介质的密度。通常这些传感器会对冲击和振动敏感。

另外不使用测量体的其它压力传感器有热或电离压力传感器，其利用带电粒子流动产生的密度变化来测量所施加的压力。

压力测量的类别

有多种特性可以对压力传感器进行分类，包括它们测量的压力范围、工作温度范围或它们测量的压力类型。

• 绝对压力传感器测量相对于参考室（接近真空）的压力。

• 表压传感器或相对压力传感器，是用于测量相对于当前大气压的压力。

• 密封式表压传感器类似于表压传感器，但它们测量的压力是相对于固定的压力而不是当前的大气压力。

• 压差传感器可确定两个压力之间的差值，并可用于测量压降、液位和流量等。

绝对压力传感器 的明显优点是总是以相同的参考压力（真空）进行测量，因此不受大气压力变化的影响，且而不受温度变化的影响。

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