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IFM壓力傳感器使用原理
點(diǎn)擊次數(shù)：1718 發(fā)布時(shí)間：2017-12-27
IFM壓力傳感器是工實(shí)踐、儀器儀表控制中zui為常用的一種傳感器，并廣泛應(yīng)用于各種工自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行。 力學(xué)傳感器的種類(lèi)繁多，如電阻應(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)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(yīng)用的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性。 壓阻式壓力傳感器原理與應(yīng)用：壓阻式壓力傳感器是利用單晶硅材料的壓阻效應(yīng)和集成電路技術(shù)制成的傳感器。壓阻式傳感器常用于壓力、拉力、壓力差和可以轉(zhuǎn)變?yōu)榱Φ淖兓钠渌锢砹浚ㄈ缫何弧⒓铀俣?、重量、?yīng)變、流量、真空度）的測(cè)量和控制。壓阻效應(yīng)，當(dāng)力作用于硅晶體時(shí)，晶體的晶格產(chǎn)生變形,使載流子從一個(gè)能谷向另一個(gè)能谷散射,引起載流子的遷移率發(fā)生變化，擾動(dòng)了載流子縱向和橫向的平均量，從而使硅的電阻率發(fā)生變化。這種變化隨晶體的取向不同而異，因此硅的壓阻效應(yīng)與晶體的取向有關(guān)。硅的壓阻效應(yīng)不同于金屬應(yīng)變計(jì)，前者電阻隨壓力的變化主要取決于電阻率的變化，后者電阻的變化則主要取決于幾何尺寸的變化（應(yīng)變），而且前者的靈敏度比后者大50～100倍。
壓阻式壓力傳感器結(jié)構(gòu) 壓阻式壓力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(nèi)，引出電極引線。壓阻式壓力傳感器又稱(chēng)為固態(tài)壓力傳感器，它不同于粘貼式應(yīng)變計(jì)需通過(guò)彈性敏感元件間接感受外力，而是直接通過(guò)硅膜片感受被測(cè)壓力的。硅膜片的一面是與被測(cè)壓力連通的高壓腔，另一面是與大氣連通的低壓腔。硅膜片一般設(shè)計(jì)成周邊固支的圓形，直徑與厚度比約為20～60。在圓形硅膜片(N型)定域擴(kuò)散4條P雜質(zhì)電阻條,并接成全橋，其中兩條位于壓應(yīng)力區(qū)，另兩條處于拉區(qū)，相對(duì)于膜片中心對(duì)稱(chēng)。硅柱形敏感元件也是在硅柱面某一晶面的一定方向上擴(kuò)散制作電阻條 ，兩條受拉應(yīng)力的電阻條與另兩條受壓應(yīng)力的電阻條構(gòu)成全橋 壓力傳感器工作原理—壓力傳感器的分類(lèi)
壓力傳感器的類(lèi)型非常多，主要有應(yīng)變式壓力傳感器、陶瓷壓力傳感器、擴(kuò)散硅壓力傳感器、藍(lán)寶石壓力傳感器、壓電壓力傳感器等，下面我分別為大家介紹一下這幾類(lèi)的工作原理。
IFM 壓力傳感器工作原理--應(yīng)變片壓力傳感器原理
電阻應(yīng)變片壓力傳感器的核心部分是電阻應(yīng)變片，是電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)示意圖，
壓力傳感器工作原理--藍(lán)寶石壓力傳感器原理
藍(lán)寶石壓力傳感器原理：利用應(yīng)變電阻式工作原理，在壓力的作用下，鈦合金接收膜片產(chǎn)生形變，該形變被硅- 藍(lán)寶石敏感元件感知后，其電橋輸出會(huì)發(fā)生變化，變化的幅度與被測(cè)壓力成正比。
傳感器的電路能夠保證應(yīng)變電橋電路的供電，并將應(yīng)變電橋的失衡信號(hào)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的電信號(hào)輸出(0-5 ，4-20mA或0-5V)。在絕壓壓力傳感器和變送器中，藍(lán)寶石薄片，與陶瓷基極玻璃焊料連接在一起，起到了彈性元件的作用，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換為應(yīng)變片形變，從而達(dá)到壓力測(cè)量的目的。
壓力傳感器工作原理--壓電壓力傳感器原理
工作原理：當(dāng)薄圓筒內(nèi)側(cè)受到壓力作用時(shí)，圓筒的內(nèi)張力增大，從而使其固有振動(dòng)頻率升高。利用此效應(yīng)。只要測(cè)出振筒的固有振動(dòng)頻率，就可知道壓力大小。圓筒的固有振動(dòng)頻率的測(cè)量精度決定于筒的諧振品質(zhì)因數(shù)Q、信號(hào)處理電路和時(shí)鐘信號(hào)精度。
壓力傳感器工作原理—參考資料
1. 為輸液泵選擇觸力和壓力傳感器的三大關(guān)鍵因素
2.智能壓力傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3. 壓力、壓差變送器
IFM傳感器特性：
(1)線性度:指?jìng)鞲衅鬏敵隽颗c輸入量之間的實(shí)際關(guān)系曲線偏離擬合直線的程度。定義為在全量程范圍內(nèi)實(shí)際特性曲線與擬合直線之間的zui大偏差值與滿(mǎn)量程輸出值之比。
(2)靈敏度:靈敏度是傳感器靜態(tài)特性的一個(gè)重要指標(biāo)。其定義為輸出量的增量與引起該增量的相應(yīng)輸入量增量之比。用S表示靈敏度。
(3)遲滯:傳感器在輸入量由小到大(正行程)及輸入量由大到小(反行程)變化期間其輸入輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象成為遲滯。對(duì)于同一大小的輸入信號(hào)，傳感器的正反行程輸出信號(hào)大小不相等，這個(gè)差值稱(chēng)為遲滯差值。
(4)重復(fù)性:重復(fù)性是指?jìng)鞲衅髟谳斎肓堪赐环较蜃魅砍踢B續(xù)多次變化時(shí)，所得特性曲線不一致的程度。
(5)漂移:傳感器的漂移是指在輸入量不變的情況下，傳感器輸出量隨著時(shí)間變化，這個(gè)現(xiàn)象稱(chēng)為漂移。產(chǎn)生漂移的原因有兩個(gè)方面:一是傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù);二是周?chē)h(huán)境(如溫度、濕度等)。