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澳门赌场压力传感器的测量原理

发布日期:2021-01-20 16:53

  压力传感器的测量原理_能源/化工_工程科技_专业资料。压力传感器几种主要测量原理

  压力传感器的测量原理 压阻式压力传感器: 通常是将电阻膜片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在一个固定基体上, 当基体 受力发生应力变化时,膜片的电阻值也发生相应的改变,如果电路中有一个恒流 源,从而使加在电阻上的电压发生变化。通过用电桥放大后测量该电压值,就可 以知道施加到膜片上的压力值。 电阻膜片应用最多的是金属电阻膜片和半导体膜 片两种。金属电阻膜片又分丝状膜片和金属箔状片两种。 金属电阻膜片是利用吸附在基体材料上金属丝或金属箔,澳门赌场受应力变化时,电 阻发生变化的特性来测量的。应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象,俗称 为电阻应变效应。 陶瓷电阻膜片没有液体的传递,压力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片 产生微小的形变,厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面,陶瓷电阻膜片的热稳定特性 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。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。高特性,低价格的陶瓷传感器 将是压力传感器的发展方向。 扩散硅的原理,是利用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。 电容式压力传感器: 将膜片和基片构成一个腔体,待测压力使得陶瓷膜片弯曲情形,如此就能改 变组件的电容量,借着加入必须的电子电路,尽可能将此变形与压力之变化互成 关系。因此电容量的变化即比例于压力的变化。 半导体压力传感器: 此种装置也是应用压电效应与电桥电阻形式获得量测结 果,在硅支撑物上利用扩散的方法,用以产生膜片,包含电桥电阻的单元以静电 处理固定在支撑玻璃上。所以,它就与外界形成机械性的隔离。当硅质膜片偏向 时,电桥的输出就随着改变。 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。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。 压电式压力传感器: 这种转换器的工作原理是利用材料的压电效应, 当该材料收到一定压力变化 时,会在材料两端产生电压。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“居里点”)。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,澳门赌场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。

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