压力传感器及其测试技术

2023-06-28 理论教育版权反馈

【摘要】：应变式压力传感器常用的应变式压力传感器有筒式、平膜片式和活塞式等。压电式压力传感器压电式压力传感器是一种有源传感器，具有体积小、质量轻、频率响应和灵敏度高、工作可靠等优点，主要用来测量瞬态压力和动态压力。压阻式压力传感器单晶硅材料在受到力的作用后，电阻率发生变化，通过测量电路就可得到正比于力变化的电信号输出。压阻式压力传感器就是利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。

压力是机电测控领域常见的一个重要测试参数，在动力机械、航空航天、国防等领域经常需要进行压力的测试与控制。

1.压力的概念与分类

压力的定义为：流体或固体垂直作用在单位面积上的力（即物理学中压强的概念）。压力的国际单位为帕斯卡，简称帕（Pa），1Pa=1N/m²，因Pa的单位太小，工程上常用kPa（10³Pa）和MPa（10⁶Pa）表示。

2.压力的测量方法

根据不同工作原理，压力检测方法通常有液柱平衡法、负荷平衡法、机械弹性变形法以及电测量法。

电测量法与其他测量方法相比，具有动态响应快、测量范围宽、准确度高、便于远传和自动控制等特点。按照传感器工作原理不同，可分为应变式、压电式、压阻式和电涡式等。

（1）应变式压力传感器常用的应变式压力传感器有筒式、平膜片式和活塞式等。它们都是利用粘贴在弹性敏感元件上的应变片感受局部变形来测量压力的。

应变式压力传感器具有精度高、体积小、质量轻、测量范围广、耐振动和冲击性能良好等优点，它既可以在常温下作精密测量，又可在增设冷却装置后在300℃以下的高温进行测量，但输出信号较小，动态响应特性较差，测量精度受温度影响较大，温度补偿较为重要。

（2）压电式压力传感器压电式压力传感器是一种有源传感器，具有体积小、质量轻、频率响应和灵敏度高、工作可靠等优点，主要用来测量瞬态压力和动态压力。动态测试时，测量精度可高达0.1%，但不宜用于静态压力测量，且需采用有极高输入阻抗的电荷放大器作前置放大。

（3）压阻式压力传感器单晶硅材料在受到力的作用后，电阻率发生变化，通过测量电路就可得到正比于力变化的电信号输出。压阻式压力传感器就是利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。

压力传感器及其测试技术

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