动态压力传感器的应用
动态压力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,特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。
电感压力传感器的工作原理
电感压力传感器
电感式压力传感器的工作原理是由于磁性材料和磁导率不同,当压力作用于膜片时,气隙大小发生改变,气隙的改变影响线圈电感的变化,处理电路可以把这个电感的变化转化成相应的信号输出,从而达到测量压力的目的。该种压力传感器按磁路变化可以分为两种:变磁阻和变磁导。电感式压力传感器的优点在于灵敏度高、测量范围大;缺点就是不能应用于高频动态环境。
变磁阻式压力传感器主要部件是铁芯跟膜片。它们跟之间的气隙形成了一个磁路。当有压力作用时,气隙大小改变,即磁阻发生了变化。如果在铁芯线圈上加一定的电压,电流会随着气隙的变化而变化,从而测出压力。
在磁通密度高的场合,铁磁材料的导磁率不稳定,这种情况下可以采用变磁导式压力传感器测量。变磁导式压力传感器用一个可移动的磁性元件代替铁芯,压力的变化导致磁性元件的移动,从而磁导率发生改变,由此得出压力值。
应变式压力传感器的组成部分
应变式压力传感器:
应变式压力传感器主要是利用弹元件(弹性体)和应变计(电阻应变片)将被测压力转换为相应电阻值变化的压力传感器。
在了解应变式压力传感器时,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。
压力传感器非线性是什么意思
压阻式压力传感器常用桥式测量电路(惠思登电桥),在初始状态时,四个桥臂电阻值保持一致,当输入外力作用时,桥臂电阻平衡状态就会打破,此时输出端就会出现电位差,输出电压的大小与供电电压以及桥臂电阻的相对变化量成一定比例,这个桥臂电阻的相对变化量就决定着传感器非线性的大小。
而每个压阻式压力传感器在制造过程中采用一些特殊工艺,如老化、压力冲击、焊接等,均会对传感器性能产生不同程度的影响,再者,扩散硅芯片在实际生产工艺中,4个桥臂电阻值很难保持一致,因此,每只传感器都有标称的非线性度。
既然非线性如此重要,那如何计算出传感器的非线性数值呢?首先,让压力传感器在规定温度环境下,给压力传感器加压测试,从零点加到满量程,待压力稳定后,返回零点。然后在包括传感器测量上、下限的全量程范围内,选择均匀分布的6~11个试验点进行测试,并且重复三次或三次以上的升、校准循环测试。
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