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(fā)布時間：2020-06-09 11:24 瀏覽量：

　　壓力傳感器是工業(yè)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(tài)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(xiàn)被廣泛應用于水利水電、鐵路交通、生產(chǎn)自控、航空航天等行業(yè)，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(zhì)中時，介質(zhì)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(fā)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(zhì)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(tài)(稱為零位)，當傳感器受壓后芯片電阻發(fā)生變化，電橋?qū)⑹テ胶?。若給電橋加一個恒定電流或電壓電源，電橋?qū)⑤敵雠c壓力對應的電壓信號，這樣傳感器的電阻變化通過電橋轉(zhuǎn)換成壓力信號輸出。

　　出現(xiàn)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(jīng)過差分一化放大器，輸出放大器放大后，再經(jīng)過電壓電流的轉(zhuǎn)換，變換成相應的電流信號，該電流信號通過非線性校正環(huán)路的補償，即產(chǎn)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(nèi)，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(yī)學工程、氣象、地質(zhì)、地震測量等各個領域。在航天和航空工業(yè)中壓力是一個關鍵參數(shù),對靜態(tài)和動態(tài)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(fā)動機進氣口的動態(tài)畸變、葉柵的脈動壓力和機翼的抖動等。

　　在飛機噴氣發(fā)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(shù)據(jù)測量系統(tǒng)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(fā)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(yī)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(nèi)、尿道、子宮和眼球內(nèi)壓力的傳感器。是一種用于測量腦壓的傳感器的結(jié)構(gòu)圖。