壓力變送器采用哪些工作原理？
比如說心室導(dǎo)管式微音器就是由壓電傳感器制成的因為丈量動態(tài)壓力是如此普遍，壓電式傳感器也廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)丈量中。所以壓電傳感器的應(yīng)用就非常廣泛。
其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境， 壓力變送器工業(yè)應(yīng)用中*為常用的一種傳感器。涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業(yè)，下面就簡單介紹一些常用壓力變送器的原理及其應(yīng)用
1 應(yīng)變片 壓力變送器原理與應(yīng)用
如電阻應(yīng)變片壓力變送器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力變送器、壓阻式壓力變送器、電感式壓力變送器、電容式壓力變送器、諧振式壓力變送器及電容式加速度傳感器等。但應(yīng)用*為廣泛的壓阻式壓力變送器，力學(xué)傳感器的種類繁多。具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。下面我主要介紹這類傳感器。
首先認識一下電阻應(yīng)變片這種元件。電阻應(yīng)變片是一種將被測件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感器件。壓阻式應(yīng)變變送器的主要組成局部之一。電阻應(yīng)變片應(yīng)用*多的金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在發(fā)生力學(xué)應(yīng)變基體上，解壓阻式壓力變送器時。當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應(yīng)變片在受力時產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋，并通過后續(xù)的儀表放大器進行放大，再傳輸給處理電路（通常是A/D 轉(zhuǎn)換和 CPU 顯示或執(zhí)行機構(gòu)。
金屬電阻應(yīng)變片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
由基體材料、金屬應(yīng)變絲或應(yīng)變箔、絕緣維護片和引出線等部分組成。根據(jù)不同的用途，電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)示意圖。電阻應(yīng)變片的阻值可以由設(shè)計者設(shè)計，但電阻的取值范圍應(yīng)注意：阻值太小，所需的驅(qū)動電流太大，同時應(yīng)變片的發(fā)熱致使自身的溫度過高，不同的環(huán)境中使用，使應(yīng)變片的阻值變化太大，輸出零點漂移明顯，調(diào)零電路過于復(fù)雜。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的電磁干擾能力較差。一般均為幾十歐至幾十千歐左右。
電阻應(yīng)變片的工作原理
俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。金屬導(dǎo)體的電阻值可用下式表示：金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體資料上應(yīng)變電阻隨機械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象。
式中： ρ — 金屬導(dǎo)體的電阻率（ Ω ?cm2/m
S 導(dǎo)體的截面積（ cm2
L 導(dǎo)體的長度（ m
當(dāng)金屬絲受外力作用時，以金屬絲應(yīng)變電阻為例。其長度和截面積都會發(fā)生變化，從上式中可很容易看出，其電阻值即會發(fā)生改變，假如金屬絲受外力作用而伸長時，其長度增加，而截面積減少，電阻值便會增大。當(dāng)金屬絲受外力作用而壓縮時，長度減小而截面增加，電阻值則會減小。只要測出加在電阻的變化（通常是丈量電阻兩端的電壓）即可獲得應(yīng)變金屬絲的應(yīng)變情
2 陶瓷壓力變送器原理及應(yīng)用
壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，抗腐蝕的壓力變送器沒有液體的傳送。使膜片產(chǎn)生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的反面，連接成一個惠斯通電橋（閉橋）由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，使電橋產(chǎn)生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號，規(guī)范的信號根據(jù)壓力量程的不同標定為2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。通過激光標定，傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時間穩(wěn)定性，傳感器自帶溫度補償 0 70 ℃，并可以和絕大多數(shù)介質(zhì)直接接觸。
而且具有丈量的高精度、高穩(wěn)定性。電氣絕緣水平 >2kV輸出信號強，陶瓷是一種的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動的資料。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它厚膜電阻可以使它工作溫度范圍高達 -40135 ℃。臨時穩(wěn)定性好。高特性，低價格的陶瓷傳感器將是壓力變送器的發(fā)展方向，歐美國家有**替代其它類型傳感器的趨勢，中國也越來越多的用戶使用陶瓷傳感器替代擴散硅壓力變送器。
3 擴散硅壓力變送器原理及應(yīng)用
工作原理
使傳感器的電阻值發(fā)生變化，被測介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上（不銹鋼或陶瓷）使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移。和用電子線路檢測這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個對應(yīng)于這一壓力的規(guī)范丈量信號。
4 藍寶石壓力變送器原理與應(yīng)用
采用硅 - 藍寶石作為半導(dǎo)體敏感元件，利用應(yīng)變電阻式工作原理。具有****的計量特性。
不會發(fā)生滯后、疲勞和蠕變現(xiàn)象；藍寶石比硅要堅固，藍寶石系由單晶體絕緣體元素組成。硬度更高，不怕形變；藍寶石有著非常好的彈性和絕緣特性（1000 OC 以內(nèi)）因此，利用硅 -藍寶石制造的半導(dǎo)體敏感元件，對溫度變化不敏感，即使在高溫條件下，也有著很好的工作特性；藍寶石的抗輻射特性；另外，硅 -藍寶石半導(dǎo)體敏感元件，無 p-n 漂移，因此，從根本上簡化了制造工藝，提高了重復(fù)性，確保了高成品率。
可在*惡劣的工作條件下正常工作，用硅 -藍寶石半導(dǎo)體敏感元件制造的壓力傳感器和變送器。并且可靠性高、精度好、溫度誤差極小、性價比高。
被焊接在鈦合金測量膜片上。被測壓力傳送到接收膜片上（接收膜片與丈量膜片之間用拉桿堅固的連接在一起）壓力的作用下，表壓壓力傳感器和壓力變送器由雙膜片構(gòu)成：鈦合金丈量膜片和鈦合金接收膜片。印刷有異質(zhì)外延性應(yīng)變靈敏電橋電路的藍寶石薄片。鈦合金接收膜片產(chǎn)生形變，該形變被硅- 藍寶石敏感元件感知后，其電橋輸出會發(fā)生變化，變化的幅度與被測壓力成正比。
并將應(yīng)變電橋的失衡信號轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的電信號輸出（ 0-5 4-20mA 或 0-5V絕壓壓力傳感器和壓力變送器中，傳感器的電路能夠保證應(yīng)變電橋電路的供電。藍寶石薄片，與陶瓷基極玻璃焊料連接在一起，起到彈性元件的作用，將被測壓力轉(zhuǎn)換為應(yīng)變片形變，從而達到壓力丈量的目的
5 壓電壓力傳感器原理與應(yīng)用
壓電效應(yīng)就是這種晶體中發(fā)現(xiàn)的一定的溫度范圍之內(nèi)，壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英（二氧化硅）一種天然晶體。壓電性質(zhì)一直存在但溫度超過這個范圍之后，壓電性質(zhì)消失（這個高溫就是所謂的居里點”由于隨著應(yīng)力的變化電場變化微?。ㄒ簿驼f壓電系數(shù)比較低）所以石英逐漸被其他壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù)，但是只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。磷酸二氫胺屬于人造晶體，能夠接受高溫和相當(dāng)高的濕度，所以已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。
比如現(xiàn)在壓電陶瓷，現(xiàn)在壓電效應(yīng)也應(yīng)用在多晶體上。包括鈦酸鋇壓電陶瓷、 PZT 鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等。
壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量，壓電效應(yīng)是壓電傳感器的主要工作原理。因為經(jīng)過外力作用后的電荷，只有在回路具有無限大的輸入阻抗時才得到保管。實際的情況不是這樣的所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動態(tài)的應(yīng)力。
特別是航空和宇航領(lǐng)域中更有它特殊地位。壓電式傳感器也可以用來丈量發(fā)動機內(nèi)部燃燒壓力的丈量與真空度的丈量。也可以用于軍事工業(yè)，壓電傳感器主要應(yīng)用在加速度、壓力和力等的丈量中。壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計。具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優(yōu)異的特點。壓電式加速度傳感器在飛機、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動和沖擊測量中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。例如用它來測量在膛中擊發(fā)的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。既可以用來測量大的壓力，也可以用來測量微小的壓力。
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