压力传感器工作原理

导读：压力传感器是一种专门用来测试压力大小的电子检测设备，压力传感器的分类繁多、应用广泛，都是依赖于其稳定性特性，但它是怎样具有这样的特性呢?下面我为大家介绍一下几种压力传感器的工作原理。

1. 压力传感器工作原理--简介

压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器。一般普通压力传感器的输出为模拟信号，或在一段连续的时间间隔内，输出为数字信号。而通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。

2. 压力传感器工作原理—压力传感器的分类

压力传感器的类型非常多，主要有应变式压力传感器、陶瓷压力传感器、扩散硅压力传感器、蓝宝石压力传感器、压电压力传感器等，下面我分别为大家介绍一下这几类的工作原理。

3. 压力传感器工作原理--应变片压力传感器原理

电阻应变片压力传感器的核心部分是电阻应变片，如图1 所示，是电阻应变片的结构示意图，

金属导体的电阻值可用下式表示：

R=ρ·L/S.

式中：

ρ--电阻材料的电阻率

L--电阻材料的长度(米)

S--电阻材料的截面面积(平方厘米)

当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，从上式中可很容易看出，其电阻值即会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度增加，而截面积减少，电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增加，电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化(通常是测量电阻两端的电压)，即可获得 应变金属丝的应变情。

4. 压力传感器工作原理--陶瓷压力传感器原理

陶瓷压力传感器原理：抗腐蚀的陶瓷压力传感器没有液体的传递，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，连接成一个惠斯通电桥(闭桥)，由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号，标准的信号根据压力量程的不同标定为2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以和应变式传感器相兼容。通过激光标定，传感器具有很高的温度稳定性和时间稳定性，传感器自带温度补偿0～70℃，并可以和绝大多数介质直接接触。

5. 压力传感器工作原理--扩散硅压力传感器原理

工作原理：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，和用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。

原理图

6. 压力传感器工作原理--蓝宝石压力传感器原理

蓝宝石压力传感器原理：利用应变电阻式工作原理，在压力的作用下，钛合金接收膜片产生形变，该形变被硅- 蓝宝石敏感元件感知后，其电桥输出会发生变化，变化的幅度与被测压力成正比。

传感器的电路能够保证应变电桥电路的供电，并将应变电桥的失衡信号转换为统一的电信号输出(0-5 ，4-20mA或0-5V)。在绝压压力传感器和变送器中，蓝宝石薄片，与陶瓷基极玻璃焊料连接在一起，起到了弹性元件的作用，将被测压力转换为应变片形变，从而达到压力测量的目的。

7. 压力传感器工作原理--压电压力传感器原理

工作原理：当薄圆筒内侧受到压力作用时，圆筒的内张力增大，从而使其固有振动频率升高。利用此效应。只要测出振筒的固有振动频率，就可知道压力大小。圆筒的固有振动频率的测量精度决定于筒的谐振品质因数Q、信号处理电路和时钟信号精度。

图13-14示出圆筒式压电压力传感器的典型结构原理。

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。

8. 压力传感器工作原理—参考资料

1. 为输液泵选择触力和压力传感器的三大关键因素

2.智能压力传感器系统设计

3. 压力、压差变送器