壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛使用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能修建、出產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船只、機(jī)床、管道等很多職業(yè)，下面就簡(jiǎn)單介紹一些常用傳感器原理及其使用 

1、應(yīng)變片壓力傳感器原理與使用

力學(xué)傳感器的品種繁多，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速度傳感器等。但使用最為廣泛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(xiàn)性特性。下面咱們首要介紹這類(lèi)傳感器。

在了解壓阻式力傳感器時(shí)，咱們首先認(rèn)識(shí)一下電阻應(yīng)變片這種元件。電阻應(yīng)變片是一種將被測(cè)件上的應(yīng)變改動(dòng)變換成為一種電信號(hào)的靈敏器件。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的首要組成部分之一。電阻應(yīng)變片使用最多的是金屬電阻應(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(guò)特殊的粘和劑緊密的粘合在發(fā)作力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)作應(yīng)力改動(dòng)時(shí)，電阻應(yīng)變片也一起發(fā)作形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)作改動(dòng)，從而使加在電阻上的電壓發(fā)作改動(dòng)。這種應(yīng)變片在受力時(shí)發(fā)作的阻值改動(dòng)通常較小，一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋，并通過(guò)后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大，再傳輸給處理電路（通常是A/D變換和CPU）顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

電阻應(yīng)變片的作業(yè)原理

金屬電阻應(yīng)變片的作業(yè)原理是吸附在基體資料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而發(fā)作阻值改動(dòng)的現(xiàn)象，俗稱(chēng)為電阻應(yīng)變效應(yīng)。金屬導(dǎo)體的電阻值可用下式表示：

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(zhǎng)度（m）

    咱們以金屬絲應(yīng)變電阻為例，當(dāng)金屬絲受外力效果時(shí)，其長(zhǎng)度和截面積都會(huì)發(fā)作改動(dòng)，從上式中可很簡(jiǎn)單看出，其電阻值即會(huì)發(fā)作改動(dòng)，假設(shè)金屬絲受外力效果而伸長(zhǎng)時(shí)，其長(zhǎng)度增加，而截面積減少，電阻值便會(huì)增大。當(dāng)金屬絲受外力效果而壓縮時(shí)，長(zhǎng)度減小而截面增加，電阻值則會(huì)減小。只要測(cè)出加在電阻的改動(dòng)（通常是丈量電阻兩頭的電壓），即可獲得應(yīng)變金屬絲的應(yīng)變情

2、陶瓷壓力傳感器原理及使用

抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒(méi)有液體的傳遞，壓力直接效果在陶瓷膜片的前外表，使膜片發(fā)作細(xì)小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個(gè)惠斯通電橋(閉橋)，由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，使電橋發(fā)作一個(gè)與壓力成正比的高度線(xiàn)性、與鼓勵(lì)電壓也成正比的電壓信號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)根據(jù)壓力量程的不同標(biāo)定為2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，能夠和應(yīng)變式傳感器相兼容。通過(guò)激光標(biāo)定，傳感器具有很高的溫度安穩(wěn)性和時(shí)間安穩(wěn)性，傳感器自帶溫度補(bǔ)償0～70℃，并能夠和絕大多數(shù)介質(zhì)直接觸摸。

陶瓷是一種公認(rèn)的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振蕩的資料。陶瓷的熱安穩(wěn)特性及它的厚膜電阻能夠使它的作業(yè)溫度規(guī)模高達(dá)-40～135℃，而且具有丈量的高精度、高安穩(wěn)性。電氣絕緣程度>2kV，輸出信號(hào)強(qiáng)，長(zhǎng)期安穩(wěn)性好。高特性，低價(jià)格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發(fā)展方向，在歐美國(guó)家有全面代替其它類(lèi)型傳感器的趨勢(shì)，在我國(guó)也越來(lái)越多的用戶(hù)使用陶瓷傳感器代替分散硅壓力傳感器。

3、分散硅壓力傳感器原理及使用

作業(yè)原理

     被測(cè)介質(zhì)的壓力直接效果于傳感器的膜片上（不銹鋼或陶瓷），使膜片發(fā)作與介質(zhì)壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發(fā)作改動(dòng)，和用電子線(xiàn)路檢測(cè)這一改動(dòng)，并變換輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)丈量信號(hào)。

4、藍(lán)寶石壓力傳感器原理與使用

使用應(yīng)變電阻式作業(yè)原理，選用硅-藍(lán)寶石作為半導(dǎo)體靈敏元件，具有無(wú)與倫比的計(jì)量特性。

藍(lán)寶石系由單晶體絕緣體元素組成，不會(huì)發(fā)作滯后、疲勞和蠕變現(xiàn)象；藍(lán)寶石比硅要鞏固，硬度更高，不怕形變；藍(lán)寶石有著十分好的彈性和絕緣特性（1000 OC以?xún)?nèi)），因此，使用硅-藍(lán)寶石制造的半導(dǎo)體靈敏元件，對(duì)溫度改動(dòng)不靈敏，即使在高溫條件下，也有著很好的作業(yè)特性；藍(lán)寶石的抗輻射特性極強(qiáng)；別的，硅-藍(lán)寶石半導(dǎo)體靈敏元件，無(wú)p-n漂移，因此，從根本上簡(jiǎn)化了制造工藝，提高了重復(fù)性，確保了高成品率。

用硅-藍(lán)寶石半導(dǎo)體靈敏元件制造的壓力傳感器和變送器，可在最?lèi)毫拥淖鳂I(yè)條件下正常作業(yè)，并且可靠性高、精度好、溫度差錯(cuò)極小、性?xún)r(jià)比高。

表壓壓力傳感器和變送器由雙膜片構(gòu)成：鈦合金丈量膜片和鈦合金接納膜片。印刷有異質(zhì)外延性應(yīng)變靈敏電橋電路的藍(lán)寶石薄片，被焊接在鈦合金丈量膜片上。被測(cè)壓力傳送到接納膜片上（接納膜片與丈量膜片之間用拉桿鞏固的連接在一起）。在壓力的效果下，鈦合金接納膜片發(fā)作形變，該形變被硅-藍(lán)寶石靈敏元件感知后，其電橋輸出會(huì)發(fā)作改動(dòng)，改動(dòng)的起伏與被測(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)變換為統(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，起到了彈性元件的效果，將被測(cè)壓力變換為應(yīng)變片形變，從而到達(dá)壓力丈量的目的。

5、壓電壓力傳感器原理與使用

壓電傳感器中首要使用的壓電資料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度規(guī)模之內(nèi)，壓電性質(zhì)一直存在，但溫度超過(guò)這個(gè)規(guī)模之后，壓電性質(zhì)徹底消失（這個(gè)高溫就是所謂的“居里點(diǎn)”）。由于跟著應(yīng)力的改動(dòng)電場(chǎng)改動(dòng)細(xì)?。ㄒ簿驼f(shuō)壓電系數(shù)比較低），所以石英逐漸被其他的壓電晶體所代替。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù)，但是它只能在室溫文濕度比較低的環(huán)境下才能夠使用。磷酸二氫胺屬于人造晶體，能夠接受高溫文適當(dāng)高的濕度，所以現(xiàn)已得到了廣泛的使用。

現(xiàn)在壓電效應(yīng)也使用在多晶體上，比如現(xiàn)在的壓電陶瓷，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。

壓電效應(yīng)是壓電傳感器的首要作業(yè)原理，壓電傳感器不能用于靜態(tài)丈量，因?yàn)橥ㄟ^(guò)外力效果后的電荷，只有在回路具有無(wú)限大的輸入阻抗時(shí)才得到保存。實(shí)際的狀況不是這樣的，所以這決定了壓電傳感器只能夠丈量動(dòng)態(tài)的應(yīng)力。 　　  

壓電傳感器首要使用在加速度、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(jì)。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)異的特色。壓電式加速度傳感器在飛機(jī)、汽車(chē)、船只、橋梁和修建的振蕩和沖擊丈量中現(xiàn)已得到了廣泛的使用，特別是航空和宇航領(lǐng)域中更有它的特殊地位。壓電式傳感器也能夠用來(lái)丈量發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒壓力的丈量與真空度的丈量。也能夠用于軍事工業(yè)，例如用它來(lái)丈量槍炮子彈在膛中擊發(fā)的一會(huì)兒的膛壓的改動(dòng)和炮口的沖擊波壓力。它既能夠用來(lái)丈量大的壓力，也能夠用來(lái)丈量細(xì)小的壓力。

壓力傳感器也廣泛使用在生物醫(yī)學(xué)丈量中，比如說(shuō)心室導(dǎo)管式微音器就是由壓電傳感器制成的，因?yàn)檎闪縿?dòng)態(tài)壓力是如此普遍，所以壓電傳感器的使用就十分廣泛。