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        壓阻式壓力傳感器工作原理及應用有哪些?

        來源:南京愛爾傳感 發布時間:2020-06-09 11:24 瀏覽量:

          壓力傳感器是工業實踐、儀器儀表控制中最為常用的一種傳感器,它又稱為固態壓力傳感器,它不同于粘貼式應變計需通過彈性敏感元件間接感受外力,而是直接通過硅膜片感受被測壓力的,現被廣泛應用于水利水電、鐵路交通、生產自控、航空航天等行業,可能大家對它還不是很了解,下面,小編就為大家簡單介紹一下壓阻式壓力傳感器工作原理及應用,希望大家會喜歡。

         

        壓阻式壓力傳感器工作原理:

          當傳感器處在壓力介質中時,介質壓力作用于波紋膜片上,其中的硅油受壓,硅油將膜片的壓力傳感給半導體芯體。受壓后其電阻值發生變化,電阻信號通過引線引出。不銹鋼波紋膜片殼體感受壓力并保護芯體,因而壓阻式壓力傳感器能在腐蝕性的介質中感應壓力信號。

          壓阻式壓力傳感器一般通過引線接入惠斯登電橋中。平時敏感芯體沒有外加壓力作用,電橋處于平衡狀態(稱為零位),當傳感器受壓后芯片電阻發生變化,電橋將失去平衡。若給電橋加一個恒定電流或電壓電源,電橋將輸出與壓力對應的電壓信號,這樣傳感器的電阻變化通過電橋轉換成壓力信號輸出。

          出現在大部分壓力傳感器用制造集成電路的方法,形成四個電阻值相等的電阻條,并將它們連接刻制成惠斯登電橋?;菟沟请姌虿捎煤懔鞴╇?,這樣電橋的輸出不受溫度的影響,惠斯登電橋檢測出電阻值的變化,經過差分一化放大器,輸出放大器放大后,再經過電壓電流的轉換,變換成相應的電流信號,該電流信號通過非線性校正環路的補償,即產生了輸入電壓成線性對應關系的4~20mA的標準輸出信號。

         

        壓阻式壓力傳感器應用:

          壓力傳感器的種類繁多,如電阻應變片壓力傳感器、半導體應變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但應用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器,它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。這種傳感器采用集成工藝將電阻條集成在單晶硅膜片上,制成硅壓阻芯片,并將此芯片的周邊固定封裝于外殼之內,引出電極引線。

          壓力傳感器廣泛地應用于航天、航空、航海、石油化工、動力機械、生物醫學工程、氣象、地質、地震測量等各個領域。在航天和航空工業中壓力是一個關鍵參數,對靜態和動態壓力,局部壓力和整個壓力場的測量都要求很高的精度。壓阻式傳感器是用于這方面的較理想的傳感器。例如,用于測量直升飛機機翼的氣流壓力分布,測試發動機進氣口的動態畸變、葉柵的脈動壓力和機翼的抖動等。

          在飛機噴氣發動機中心壓力的測量中,使用專門設計的硅壓力傳感器,其工作溫度達500℃以上。在波音客機的大氣數據測量系統中采用了精度高達0.05%的配套硅壓力傳感器。在尺寸縮小的風洞模型試驗中,壓阻式傳感器能密集安裝在風洞進口處和發動機進氣管道模型中。

          單個傳感器直徑僅2.36毫米,固有頻率高達300千赫,非線性和滯后均為全量程的±0.22%。在生物醫學方面,壓阻式傳感器也是理想的檢測工具。已制成擴散硅膜薄到10微米,外徑僅0.5毫米的注射針型壓阻式壓力傳感器和能測量心血管、顱內、尿道、子宮和眼球內壓力的傳感器。是一種用于測量腦壓的傳感器的結構圖。

         

          壓阻式傳感器還有效地應用于爆炸壓力和沖擊波的測量、真空測量、監測和控制汽車發動機的性能以及諸如測量槍炮膛內壓力、發射沖擊波等兵器方面的測量。此外,在油井壓力測量、隨鉆測向和測位地下密封電纜故障點的檢測以及流量和液位測量等方面都廣泛應用壓阻式壓力傳感器。

          以上就是小編的介紹,希望對大家了解壓力傳感器的工作原理和應用有所幫助,我們都知道隨著微電子技術和計算機的進一步發展,壓阻式傳感器的應用還將迅速發展。

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