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IFM壓力傳感器使用原理
點擊次數：1745 發布時間：2017-12-27
IFM壓力傳感器是工實踐、儀器儀表控制中zui為常用的一種傳感器，并廣泛應用于各種工自控環境，涉及水利水電、鐵路交通、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行。 力學傳感器的種類繁多，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。 壓阻式壓力傳感器原理與應用：壓阻式壓力傳感器是利用單晶硅材料的壓阻效應和集成電路技術制成的傳感器。壓阻式傳感器常用于壓力、拉力、壓力差和可以轉變為力的變化的其他物理量（如液位、加速度、重量、應變、流量、真空度）的測量和控制。壓阻效應，當力作用于硅晶體時，晶體的晶格產生變形,使載流子從一個能谷向另一個能谷散射,引起載流子的遷移率發生變化，擾動了載流子縱向和橫向的平均量，從而使硅的電阻率發生變化。這種變化隨晶體的取向不同而異，因此硅的壓阻效應與晶體的取向有關。硅的壓阻效應不同于金屬應變計，前者電阻隨壓力的變化主要取決于電阻率的變化，后者電阻的變化則主要取決于幾何尺寸的變化（應變），而且前者的靈敏度比后者大50～100倍。
壓阻式壓力傳感器結構 壓阻式壓力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，引出電極引線。壓阻式壓力傳感器又稱為固態壓力傳感器，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。硅膜片的一面是與被測壓力連通的高壓腔，另一面是與大氣連通的低壓腔。硅膜片一般設計成周邊固支的圓形，直徑與厚度比約為20～60。在圓形硅膜片(N型)定域擴散4條P雜質電阻條,并接成全橋，其中兩條位于壓應力區，另兩條處于拉區，相對于膜片中心對稱。硅柱形敏感元件也是在硅柱面某一晶面的一定方向上擴散制作電阻條 ，兩條受拉應力的電阻條與另兩條受壓應力的電阻條構成全橋 壓力傳感器工作原理—壓力傳感器的分類
壓力傳感器的類型非常多，主要有應變式壓力傳感器、陶瓷壓力傳感器、擴散硅壓力傳感器、藍寶石壓力傳感器、壓電壓力傳感器等，下面我分別為大家介紹一下這幾類的工作原理。
IFM 壓力傳感器工作原理--應變片壓力傳感器原理
電阻應變片壓力傳感器的核心部分是電阻應變片，是電阻應變片的結構示意圖，
壓力傳感器工作原理--藍寶石壓力傳感器原理
藍寶石壓力傳感器原理：利用應變電阻式工作原理，在壓力的作用下，鈦合金接收膜片產生形變，該形變被硅- 藍寶石敏感元件感知后，其電橋輸出會發生變化，變化的幅度與被測壓力成正比。
傳感器的電路能夠保證應變電橋電路的供電，并將應變電橋的失衡信號轉換為統一的電信號輸出(0-5 ，4-20mA或0-5V)。在絕壓壓力傳感器和變送器中，藍寶石薄片，與陶瓷基極玻璃焊料連接在一起，起到了彈性元件的作用，將被測壓力轉換為應變片形變，從而達到壓力測量的目的。
壓力傳感器工作原理--壓電壓力傳感器原理
工作原理：當薄圓筒內側受到壓力作用時，圓筒的內張力增大，從而使其固有振動頻率升高。利用此效應。只要測出振筒的固有振動頻率，就可知道壓力大小。圓筒的固有振動頻率的測量精度決定于筒的諧振品質因數Q、信號處理電路和時鐘信號精度。
壓力傳感器工作原理—參考資料
1. 為輸液泵選擇觸力和壓力傳感器的三大關鍵因素
2.智能壓力傳感器系統設計
3. 壓力、壓差變送器
IFM傳感器特性：
(1)線性度:指傳感器輸出量與輸入量之間的實際關系曲線偏離擬合直線的程度。定義為在全量程范圍內實際特性曲線與擬合直線之間的zui大偏差值與滿量程輸出值之比。
(2)靈敏度:靈敏度是傳感器靜態特性的一個重要指標。其定義為輸出量的增量與引起該增量的相應輸入量增量之比。用S表示靈敏度。
(3)遲滯:傳感器在輸入量由小到大(正行程)及輸入量由大到小(反行程)變化期間其輸入輸出特性曲線不重合的現象成為遲滯。對于同一大小的輸入信號，傳感器的正反行程輸出信號大小不相等，這個差值稱為遲滯差值。
(4)重復性:重復性是指傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續多次變化時，所得特性曲線不一致的程度。
(5)漂移:傳感器的漂移是指在輸入量不變的情況下，傳感器輸出量隨著時間變化，這個現象稱為漂移。產生漂移的原因有兩個方面:一是傳感器自身結構參數;二是周圍環境(如溫度、濕度等)。