常見類型的壓力傳感器
1、壓電式壓力傳感器
這類壓力傳感器主要是基于壓電效應的原理。它主要采用一種壓電材料,主要包括石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫銨等。其中,石英是一種天然晶體,這種晶體中存在壓電效應。在一定的溫度范圍內,壓電性能始終存在,但超過這個溫度范圍,壓電性能完全消失。
壓電式壓力傳感器主要用于測量加速度、壓力等。具有結構簡單、體積小、壽命長等優點。在生活中,我們可以在飛機、輪船和橋梁建筑上使用它們。
2、壓阻式壓力傳感器
該壓力傳感器是基于壓阻效應實現的,可用于描述材料在機械應力作用下的電阻變化。與上述類別不同,壓阻效應只產生阻抗變化而不產生電荷。大多數金屬和半導體材料已被發現具有壓阻效應。其中半導體材料中的壓阻效應遠遠大于金屬材料中的壓阻效應。由于硅是集成電路的主要組成部分,因此硅壓阻元件的應用就變得非常有意義。
3、電容式壓力傳感器
電容式壓力傳感器是一種利用電容作為傳感器件,將被測壓力轉化為電容值變化的壓力傳感器。這類傳感器一般采用圓形金屬膜或鍍金金屬膜作為電極。當薄膜受到壓力而變形時,薄膜與固定電極之間形成的電容發生變化,通過測量電路可輸出與電壓相關的電信號。電容式壓力傳感器屬于極距變化式電容式傳感器,可分為單電容式壓力傳感器和差電容式壓力傳感器。
4、藍寶石壓力傳感器
其工作原理是利用應變電阻工作,利用硅藍寶石作為半導體敏感元件,具有不可估量的計量特性。該傳感器采用的電路可以保證電橋電路的穩定供電,將應變電橋的不平衡信號轉化為統一的信號輸出。藍寶石壓力傳感器多用于醫療設備,主要包括醫療和環保方向的專業電子設備。當然,它也可以用在汽車電子、通訊等方面。
5、電磁壓力傳感器
主要包括感應壓力傳感器、霍爾壓力傳感器、渦流壓力傳感器等。
1. 歸納壓力傳感器
①感應式壓力傳感器是由于不同的磁性材料和磁導率所致。當壓力作用在薄膜上時,氣隙的大小發生變化,氣隙的變化影響線圈電感的變化。處理電路可以將電感的變化轉化為相應的信號輸出,從而達到測量壓力的目的。壓力傳感器根據磁路的變化可分為變磁阻和變滲透兩種類型。電感式壓力傳感器的優點是靈敏度高,測量范圍大;缺點是不能應用于高頻動態環境。
②可變磁阻壓力傳感器的主要部件是鐵芯和膜片。它們之間的氣隙形成了磁路。有壓力時,氣隙大小發生變化,即磁阻發生變化。如果對鐵芯線圈施加一定電壓,電流會隨著氣隙的變化而變化,從而測量壓力。
③在高磁通密度的情況下,鐵磁材料的磁導率是不穩定的。在這種情況下,可采用可變磁導率壓力傳感器進行測量。可變磁導壓力傳感器采用可動磁元件代替鐵芯。壓力的變化引起磁元件的運動,使磁導率發生變化,從而得到壓力值。
2. 大廳壓力傳感器
①霍爾壓力傳感器是基于某些半導體材料的霍爾效應。霍爾效應是指將固體導體置于磁場中,當電流通過時,導體中的載流子受洛倫茲力偏轉到一側,進而產生電壓(霍爾電壓)的現象。電壓引起的電場力將平衡洛倫茲力。通過霍爾電壓的極性,可以確認導體中的電流是由帶負電荷的粒子(自由電子)運動引起的。
②在導體上施加垂直于電流方向的磁場,會使導體中的電子在洛倫茲力作用下聚集,從而產生一個電子聚集方向的電場。這個電場會使后續的電子受到電作用力,并平衡磁場引起的洛倫茲力,使后續的電子能夠順利通過而不產生偏差,稱為霍爾效應。產生的內置電壓稱為霍爾電壓。
③當磁場為交變磁場時,霍爾電動勢也是相同頻率的交變電動勢。建立霍爾電動勢的時間很短,因此響應頻率高。理想的霍爾元件材料要求高的電阻率和載流子遷移率,以獲得較大的霍爾電動勢。常用的霍爾元件材料多為半導體,包括n型硅(Si)、銻化銦(InSb)、砷化銦(InAs)、鍺(Ge)、砷化鎵(GaAs)和多層半導體結構材料。n型硅具有良好的霍爾系數、溫度穩定性和線性度,且砷化鎵的溫度漂移小,因此目前被廣泛使用。
3.渦流壓力傳感器
基于渦流效應的壓力傳感器。渦流效應是由運動的磁場與金屬導體的相交,或由運動的金屬導體與磁場的垂直相交引起的。總之,它是由電磁感應效應引起的。這個動作產生了在導體中循環的電流。渦流特性使渦流檢測具有零頻率響應等特性,因此渦流壓力傳感器可用于靜力檢測。
6、振絲壓力傳感器
振絲壓力傳感器是一種頻率敏感傳感器。這種測頻精度高,因為時間和頻率是可以準確測量的物理參數,在頻率信號的傳輸過程中可以忽略電纜電阻、電感、電容等因素的影響。同時,振絲壓力傳感器還具有較強的抗干擾能力,零漂移小,溫度特性好,結構簡單,分辨率高,性能穩定,數據傳輸、處理和存儲方便,易于實現儀器的數字化。因此,振絲壓力傳感器也可以視為傳感技術的發展方向之一。
振絲壓力傳感器的傳感元件是張拉的鋼弦,傳感元件的固有頻率與張拉力有關。繩子的長度是固定的,繩子振動頻率的變化可以用來測量拉力,即輸入是力信號,輸出是頻率信號。振絲壓力傳感器由上下兩部分組成,下部分主要是傳感元件的組合。上面的部件為鋁殼,內含電子模塊和端子座,放置在兩個腔內,這樣在接線時不會影響電子模塊腔的密封。
0510-88767413
直營手機:18915331342
郵 箱:zhangli@dunmin-tech.com
地 址: 無錫市錫山區安鎮街道吼山南路15號一號樓3樓304室
Copyright ? 2022 無錫敦敏科技有限公司 版權所有 備案號:蘇ICP備2022039426號-1
掃一掃