壓力傳感器的原理與分類

　　壓力傳感器可以根據(jù)不同的物理原理將壓力轉換成電信號。壓力傳感器最常用的三種類型是:壓阻式、電容式和電磁式。壓阻式傳感器。

　　壓力傳感器利用材料或部件中的電阻來測量壓力。金屬箔、墨水、彈性體和半導體是常用的傳感器材料。應變器是最常用的金屬箔傳感器之一，常用于測星物體的靜態(tài)壓力,電容式傳感器。

　　電容傳感器通過測量電容變化來測量壓力。電容傳感器由兩個帶電極的平行板組成，當電容器的電容值在一個金屬薄膜上施加壓力時會發(fā)生變化。這種傳感器的優(yōu)點是非常穩(wěn)定可靠電磁傳感器。

　　電磁傳感器利用磁場中運動的磁性物質產生電勢差。當壓力作用于磁性物質時，磁場會發(fā)生變化，從而導致電勢差的變化。這種傳感器通常用于測量壓力非常高的物體，例如在水力發(fā)電廠測量水輪機的壓力。

　　類型

　　1、電位計式壓力傳感器

　　電位計式壓力傳感器使用波爾登管作為壓力感應元件，驅動滑塊提供壓力測量值。利用變阻原理，滑塊在電阻元件上移動輸出與施加壓力成比例的電壓。

　　電位計式壓力傳感器的優(yōu)點是簡單、成本低、適用于許多應用，并具有輸出信號強的優(yōu)點。其缺點則包括由于滑動摩擦引起的高滯后現(xiàn)象、對振動敏感以及滑動摩擦導致的滑塊有限使用壽命等。電位計式壓力傳感器

　　2、電容式壓力傳感器

　　電容式壓力傳感器通過電容值的變化將壓力轉化為電信號。電容式壓力傳感器最重要的部件是內部的偏轉薄膜片，偏轉膜片隨著外加的壓力而偏轉，從而導致電容值的改變，然后經過校準后就可以提供壓力讀數(shù)。

　　電容式壓力傳感器內部由一個具有一個靜態(tài)電極和一個可彎曲薄膜的電容器。這些電極的固定電容面積與電極之間的距離成正比。它使用一個薄膜隔膜作為電容器的一個電極。施加的壓力會導致隔膜偏轉和電容值的變化。要測量的壓力施加在可彎曲薄膜一側，隨之產生的偏轉導致電容值的變化，可以使用電路進行測量。

　　3、感應式壓力傳感器

　　感應式壓力傳感器使用線性差動變壓器(LVDT)來改變變壓器的主次線圈之間的感應耦合程度。壓力傳感器鐵芯的移動通過LVDT來測量。輸出電壓取決于與感受壓力的鐵芯的移動。因此，鐵芯在變壓器內進出移動，從而改變輸出電壓。

　　感應式壓力傳感器具有許多優(yōu)點，如壽命長、開關速率高、結果可預測和性能優(yōu)良。它也有一些缺點，如感應式傳感器的感測范圍取決于被探測的金屬類型、形狀、尺寸以及設計中使用的線圈尺寸。這就是為什么感應式傳感器在感測距離上存在一定的限制。

　　4、壓電式壓力傳感器

　　壓電式壓力傳感器內部的陶瓷或石英等材料在受到機械應力時產生電勢。壓電傳感器的主要原理是當施加力于石英晶體時，在晶體表面產生電荷。施加的力的充電速率是輸入信號。由于產生的電荷非常小，需要使用充電放大器來產生足夠大以進行測量的輸出電壓。壓電壓力傳感器將壓電晶體插入固定底座和力求和構件之間。如果施加力于壓力口，同樣的力將作用在力求和構件上。因此，由于其特性，晶體上將產生電勢差。產生的電壓將與施加力的大小成比例。

　　5、應變式壓力傳感器

　　應變式壓力傳感器是最常見的壓力傳感器類型。應變式壓力傳感器利用在伸縮時材料電阻的變化來測量壓力。應變計元件可以由金屬或半導體材料制成，由于材料幾何形狀的改變而導致應變計的電阻變化。

　　將應變計粘貼在薄膜上，就得到一個隨施加壓力而改變電阻的裝置，就是應變式壓力傳感器。

　　6、可變磁阻式壓力傳感器

　　磁阻是由于磁路產生的電流阻力。電感是線圈形成磁通線的屬性。線圈中的電感量取決于線圈中導線的匝數(shù)、導線中的電流量、放置在線圈內的磁芯的類型或磁芯的位置。改變線圈中電感量的一種簡單方法是改變線圈內可移動磁芯的位置。可移動磁芯與薄膜相連，當壓力移動薄膜時，磁芯將隨之移動并改變線圈中的電感量。隨著電感量的變化，感應電抗也會發(fā)生變化。電感的變化會導致感應器上電壓降的改變，或者改變振蕩器電路參數(shù)。