压力传感器分类及选择.ppt

压力传感器概述;一、引言 二、压力传感器的分类 1.1应变片压力传感器 1.2陶瓷压力传感器 1.3扩散硅压力传感器 1.4蓝宝石压力传感器 1.5压电压力传感器 三、各种压力传感器的工作原理 2.1应变片压力传感器的工作原理 2.2陶瓷压力传感器的工作原理 2.3扩散硅压力传感器的工作原理 2.4蓝宝石压力传感器的工作原理 2.5压电压力传感器的工作原理 ;一、引言 压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。 1、应变片压力传感器 2、陶瓷压力传感器 3、扩散硅压力传感器 4、蓝宝石压力传感器 5、压电压力传感器 ; 1.1应变片压力传感器 力学传感器的种类繁多，如电??应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。下面我们主要介绍这类传感器。? 　　 在了解压阻式力传感器时，我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。 电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是?A/D?转换和?CPU?）显示或执行机构。? ;1.2陶瓷压力传感器 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。? ? ;1.3扩散硅压力传感器 扩散硅压力传感器是结合重负荷，温差影响极少的strain gauge，预先设定温差补偿的psi/bar压力传感器，提供最理想解决一些困难的油压或气压的传感问题。压力范围有真空至400bar。由于多种不同原因，压力系统往往出现突然超出正常使用压力，而导致压力传感器损坏，坚固耐用的psi/bar更提供4倍的超压力保护（＜1%零位移动），10倍超压的防爆裂保护及抗震动的影响。 ★ 寿命长于100百万次★ 高抵御震荡能力★ 全不锈钢接触件★ 高安全性，免受RFI、EMI及静电影响 ★ 不受突变压力影响（如水击、常变泵压及压力的猛动）★ 适合用于温度极差的环境 ★ 不需要定期调节★ 适合艰巨的使用环境，如运输工具或油压系统 ★ 可用于腐蚀性介质 ★ 符合高稳定性及长时间使用要求★ 符合CE标准，可用于接近高电压或有无线电影响的环境下性能 ;;;2.1 应变片压力传感器原理 在了解压阻式力传感器时，我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。 　 金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。 通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。 这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D转换和CPU）显示或执行机构。 ;金属电阻应变片的内部结构 如图1所示，是电阻应变片的结构示意图，它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。根据不同的用途，电阻应变片的阻值可以由设计者设计，但电阻的取值范围应注意：阻值太小，所需的驱动电流太大，同时应变片的发热致使本身的温度过高，不同的环境中使用，使应变片的阻值变化太大，输