壓力傳感器的工作原理

壓力變送器的工作原理因類型不同而有所差異，常見(jiàn)的有電容式、壓阻式、應(yīng)變式等，以下為您詳細(xì)介紹：
電容式壓力變送器：
壓力感應(yīng)：被測(cè)介質(zhì)的兩種壓力分別通入高、低壓壓力室。低壓室壓力通常采用大氣壓或真空。壓力作用在敏感元件的兩側(cè)隔離膜片上，再通過(guò)隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測(cè)量膜片兩側(cè)。
電容變化：測(cè)量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個(gè)電容器。當(dāng)兩側(cè)壓力不一致時(shí)，測(cè)量膜片會(huì)產(chǎn)生位移，其位移量和壓力差成正比。膜片的位移導(dǎo)致電容器兩極板間的距離發(fā)生變化，從而使兩側(cè)的電容量不等。
信號(hào)轉(zhuǎn)換與輸出：通過(guò)振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，將電容的變化量轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的電信號(hào)，例如 4-20mA 的電流信號(hào)或 1-5V 的電壓信號(hào)等標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出，以便于后續(xù)的監(jiān)測(cè)、控制和記錄。
壓阻式壓力變送器：
壓阻效應(yīng)：其核心部分是一個(gè)壓阻式壓力敏感元件，通常采用半導(dǎo)體材料（如硅）制成。當(dāng)被測(cè)壓力作用于敏感元件上時(shí)，半導(dǎo)體材料的電阻率會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為壓阻效應(yīng)。
電信號(hào)產(chǎn)生：壓力的變化導(dǎo)致敏感元件的電阻值發(fā)生改變，通過(guò)測(cè)量電路將電阻值的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。一般會(huì)將敏感元件連接成惠斯通電橋的形式，當(dāng)電阻值變化時(shí)，電橋的輸出電壓也會(huì)相應(yīng)地變化。
信號(hào)處理與輸出：對(duì)電橋輸出的電信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、校正等處理，使其成為標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)輸出，反映被測(cè)壓力的大小。
應(yīng)變式壓力變送器：
應(yīng)變感應(yīng)：該類型的壓力變送器采用金屬電阻應(yīng)變片作為敏感元件。當(dāng)被測(cè)壓力作用在應(yīng)變片上時(shí)，應(yīng)變片會(huì)因受力而產(chǎn)生應(yīng)變，即發(fā)生形變。
電阻變化：金屬電阻應(yīng)變片的電阻值與其形變程度相關(guān)，應(yīng)變片發(fā)生形變后，其電阻值會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。通常是將應(yīng)變片通過(guò)特殊的黏合劑緊密地粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變的基體上，基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)，應(yīng)變片一起產(chǎn)生形變，從而使應(yīng)變片的阻值改變。
信號(hào)轉(zhuǎn)換與輸出：通過(guò)測(cè)量電路將電阻值的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并經(jīng)過(guò)后續(xù)的處理和放大，輸出標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)，該信號(hào)與被測(cè)壓力成比例關(guān)系。

審核編輯 黃宇