1、壓力傳感器是什么？壓力傳感器工作原理和種類介紹

導語：壓力傳感器在工業(yè)中很常見，應用也十分廣泛，但是說到它的種類和工作原理，大家也許就不太了解了，今天，小編就來給大家講解壓力傳感器的相關知識，一起來了解它吧!

壓力傳感器是什么?

壓力傳感器就是一種對氣體和液體的壓力進行測量并將測量結(jié)果轉(zhuǎn)化成電氣信號顯示出來的設備。這種設備在工業(yè)領域應用十分廣泛，水利、交通、建筑、機床等行業(yè)都有所涉及，傳統(tǒng)的壓力傳感器主要以大型器件構(gòu)成，借助彈性構(gòu)件的形狀變化來測量壓力的大小，這種傳感器又大又重，使用起來很不方便，隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展，半導體壓力傳感器應運而生，它更輕便、更準確，更能適應環(huán)境，逐漸取代了傳統(tǒng)壓力傳感器。

壓力傳感器的種類和工作原理介紹

電阻應變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、半導體應變片壓力傳感器、電容式壓力傳感器、電感式壓力傳感器等等都屬于壓力傳感器的一種，這些傳感器的基本原理都是一致的，只不過用來感知壓力的部件和方式有所不同，其中壓阻式壓力傳感器因為價格低廉、性能良好而被應用地最廣泛。

★應變片壓力傳感器的工作原理

這種壓力傳感器的應變片主要是電阻應變片，電阻應變片主要由金屬絲和引出線構(gòu)成，金屬絲的形狀和長度一旦受到外力就會發(fā)生變化，這種變化會直接引起阻值的增大或減小，接著阻值的變化被轉(zhuǎn)化為電氣信號輸出，就是我們想要的測量結(jié)果。

★陶瓷壓力傳感器的工作原理

陶瓷彈性好、抗沖擊、抗磨損，性能穩(wěn)定，是壓力傳感器的理想材料。這類傳感器就是利用陶瓷作為感應膜片來感知壓力的變化，陶瓷膜片把感受到的壓力傳導給電阻，促使成阻值發(fā)生改變，阻值的變化再被轉(zhuǎn)化成電氣信號的形式輸出。陶瓷壓力傳感器測量精度高、價格便宜，它的快速發(fā)展將會逐漸取代其他傳感器的使用。

★壓電壓力傳感器的工作原理

這類傳感器一般選用石英、磷酸二氫銨或者酒石酸鉀鈉作為壓電材料，這些材料在受到外力作用的情況下，會引起電場的變化，傳感器感知到電場的變化，再把這種變化轉(zhuǎn)化成測量結(jié)果輸出，這就是壓電壓力傳感器的工作原理。這種傳感器的使用具有局限性，只能用來測量動態(tài)應力，對靜態(tài)應力不起作用，因此壓電壓力傳感器多被用于汽車、飛機等動態(tài)壓力的測量。

2、機油壓力傳感器MEMS詳細介紹

在我們的生活中，機器化的東西隨處可見，汽車，洗衣機，洗碗機，吸塵器，還有最近的掃地機器人。想想就能發(fā)現(xiàn)，我們好像已經(jīng)離不開機器了。而我們的所有機器，幾乎都用到了機油壓力傳感器這個零件，這可以看出它有多重要了。它是微電子機械系統(tǒng)中不可缺少的零件。正是這個零件，使我們的生活多了許多機器用來代替人工，可以讓我們有更多的時間去做其他的事情，下面就來詳細介紹一下它。

機油壓力傳感器MEMS(MicroElectromechanicalSystem，即微電子機械系統(tǒng))是指集微型傳感器、執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的微型機電系統(tǒng)。

一、特點MEMS壓力傳感器可以用類似集成電路的設計技術(shù)和制造工藝，進行高精度、低成本的大批量生產(chǎn)，從而為消費電子和工業(yè)過程控制產(chǎn)品用低廉的成本大量使用MEMS傳感器打開方便之門，使壓力控制變得簡單、易用和智能化。

傳統(tǒng)的機械量壓力傳感器是基于金屬彈性體受力變形，由機械量彈性變形到電量轉(zhuǎn)換輸出，因此它不可能如MEMS壓力傳感器那樣，像集成電路那么微小，而且成本也遠遠高于MEMS壓力傳感器。相對于傳統(tǒng)的機械量傳感器，MEMS壓力傳感器的尺寸更小，最大的不超過一個厘米，相對于傳統(tǒng)“機械”制造技術(shù)，其性價比大幅度提高。

二、MEMS壓力傳感器原理目前的MEMS壓力傳感器有硅壓阻式壓力傳感器和硅電容式壓力傳感器，兩者都是在硅片上生成的微機械電子傳感器。

硅壓阻式壓力傳感器是采用高精密半導體電阻應變片組成惠斯頓電橋作為力電變換測量電路的，具有較高的測量精度、較低的功耗和極低的成本?；菟诡D電橋的壓阻式傳感器，如無壓力變化，其輸出為零，幾乎不耗電。。硅壓阻式壓力傳感器其應變片電橋的光刻版本。

MEMS硅壓阻式壓力傳感器采用周邊固定的圓形應力杯硅薄膜內(nèi)壁，采用MEMS技術(shù)直接將四個高精密半導體應變片刻制在其表面應力最大處，組成惠斯頓測量電橋，作為力電變換測量電路，將壓力這個物理量直接變換成電量，其測量精度能達0.01-0.03%FS。

電容式壓力傳感器利用MEMS技術(shù)在硅片上制造出橫隔柵狀，上下二根橫隔柵成為一組電容式壓力傳感器，上橫隔柵受壓力作用向下位移，改變了上下二根橫隔柵的間距，也就改變了板間電容量的大小，即△壓力=△電容量。

三、MEMS壓力傳感器的應用前景MEMS壓力傳感器廣泛應用于汽車電子如TPMS、發(fā)動機機油壓力傳感器、汽車剎車系統(tǒng)空氣壓力傳感器、汽車發(fā)動機進氣歧管壓力傳感器(TMAP)、柴油機共軌壓力傳感器。消費電子如胎壓計、血壓計、櫥用秤、健康秤，洗衣機、洗碗機、電冰箱、微波爐、烤箱、吸塵器用壓力傳感器，空調(diào)壓力傳感器，洗衣機、飲水機、洗碗機、太陽能熱水器用液位控制壓力傳感器。工業(yè)電子如數(shù)字壓力表、數(shù)字流量表、工業(yè)配料稱重等。

典型的MEMS壓力傳感器管芯(die)結(jié)構(gòu)和電原理，左是電原理圖，即由電阻應變片組成的惠斯頓電橋，右為管芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。典型的MEMS壓力傳感器管芯可以用來生產(chǎn)各種壓力傳感器產(chǎn)品。MEMS壓力傳感器管芯可以與儀表放大器和ADC管芯封裝在一個封裝內(nèi)(MCM)，使產(chǎn)品設計師很容易使用這個高度集成的產(chǎn)品設計最終產(chǎn)品。

四、設計、生產(chǎn)、銷售鏈MEMS壓力傳感器Die的設計、生產(chǎn)、銷售鏈。目前集成電路的4寸圓晶片生產(chǎn)線的大多數(shù)工藝可為MEMS生產(chǎn)所用。但是需要增加雙面光刻機、濕法腐蝕臺和鍵合機三項MEMS特有的工藝設備。壓力傳感器產(chǎn)品生產(chǎn)廠商需要增加價格不菲的標準壓力檢測設備。對于MEMS壓力傳感器生產(chǎn)廠家來說，開拓汽車電子以及消費電子領域的銷售經(jīng)驗和渠道是十分重要和急需的。特別是汽車電子對MEMS壓力傳感器的需要量在近幾年激增，如捷伸電子的年需求量約為200-300萬個。

五、MEMS芯片與IC的異同與傳統(tǒng)IC行業(yè)注重二維靜止的電路設計不同，MEMS以理論力學為基礎，結(jié)合電路知識設計三維動態(tài)產(chǎn)品。對于在微米尺度進行機械設計會更多地依靠經(jīng)驗，設計開發(fā)工具(Ansys)也與傳統(tǒng)IC(如EDA)不同。MEMS加工除了使用大量傳統(tǒng)的IC工藝，還需要一些特殊工藝，如雙面刻蝕，雙面光刻等。MEMS比較傳統(tǒng)IC，工藝簡單，光刻步驟少，MEMS生產(chǎn)的一些非標準的特殊工藝，工藝參數(shù)需要按照產(chǎn)品的要求來進行調(diào)整。由于需要產(chǎn)品設計、工藝設計和生產(chǎn)三方面的密切配合，IDM的模式要優(yōu)于Fabless+Foundry的模式。MEMS對封裝技術(shù)的要求很高。傳統(tǒng)半導體廠商的生產(chǎn)線正面臨淘汰，即使用來生產(chǎn)LDO，其利潤也非常低，但是，如果生產(chǎn)MEMS，則可獲得較高的利潤。線上的每一個圓晶片可生產(chǎn)合格的MEMS壓力傳感器Die5-6K個，每個出售后，可獲成本7-10倍的毛利。轉(zhuǎn)產(chǎn)MEMS對廠家的工藝要求改動不大，新增輔助設備有限，投資少、效益高。MEMS芯片與IC芯片整合封裝是集成電路技術(shù)發(fā)展的新趨勢，也是傳統(tǒng)IC廠商的新機遇。

六、生產(chǎn)MEMS壓力傳感器Die成本估計圓晶片生產(chǎn)線生產(chǎn)MEMS壓力傳感器Die成本估計如表所示，新增固定成本是指為該項目投入的人員成本和新設備的折舊(人員：專家1名+MEMS設計師2名+工程師4名+工藝師5名+技工12名，年成本147萬元，新增設備投入650萬元，按90%四年折舊計算);現(xiàn)有成本是指在5次光刻條件下使用的成本(包括人工、化劑、水電、備件等的均攤成本);硅片材料成本是指雙拋4寸硅片的價格。

上面很多詞語也包含了一些專業(yè)術(shù)語，菜鳥級的我們可以選擇跳過，看看一些主要功能的介紹，還有應用前景。從應用前景可以看出，我們的未來也不能缺少它了，不管是大型機器，還是小型的，它都可以協(xié)助機器更好的工作了。如果是從事這個機器方面的大家，可以仔細看看，因為這是從事這方面的必修課了。最后希望上文可以給大家?guī)硪恍椭?/span>

3、壓力傳感器的應用

壓力傳感器，是工業(yè)中最為常用的一種傳感器，隨著科技的不斷發(fā)展，其種類也在不斷的增多，并廣泛的應用在眾多領域，從工業(yè)延伸到日常生活中。如航空航天、石化等等。下面小編就為大家介紹壓力傳感器的應用領域有哪些：

1、科學研究

在基礎科學研究中，傳感器具有突出的地位。例如，在開拓新能源新材料等具有遠望作用的各種尖端技術(shù)研究，如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強磁場和超弱磁場答。顯然，要獲取大量人類感官無法獲取的信息，沒有相應的傳感器是不可能的。許多基礎科學研究的障礙，首先就在于對研究對象的信息獲馭存在困難，而些新機理和尚靈敏度的檢測儀器的出現(xiàn)，往往會導致該領域內(nèi)的突破。一些傳感器的發(fā)展，往往是一些邊緣學科抒發(fā)的先驅(qū)。

2、家用電器

現(xiàn)代家用電器中，大多都應用了傳感器技術(shù)。電視機、空調(diào)、風扇的紅外遙控系統(tǒng)小使用的紅外接收器件、照相機中的自動曝光裝置、電冰箱和電飯堤使用的溫度傳感器、抽油煙機上的氣敏傳感器、全D動洗衣機中的水位和濁度傳感器等。

3、智能樓宇

樓宇自動化系統(tǒng)是智能建筑的重要組成部分。計算機通過中繼器一路由器一網(wǎng)絡一顯示器一悶久控制管理各種設備(空調(diào)制冷、給水排水、變配屯系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯、安全防護和自動識別等)，實現(xiàn)以r“功能佼用的傳感器有溫度傳感器、濕度傳感器、液位傳感器、流量傳感器、壓美傳感器、空氣壓力傳感器、煙霧傳感器、氣體傳感器、紅外傳感器、玻璃破碎傳感器和圖像傳感器等。

4、航空航天

在航空航天領域，飛行的速度、加速度、位置、姿態(tài)、溫度、氣壓、磁場、振動都需要測量：阿波羅10號飛船需要對3295個參數(shù)進行檢測，其中，溫度傳感器559個，壓力傳感器140個，信號傳感器501個，遙控傳感器142個，專家說：“整個宇宙飛船就是高性能傳感器的集合體”。

5、汽車工業(yè)

現(xiàn)代高級轎車的電子化控制系統(tǒng)水平的關鍵就在于采用壓力傳感器的數(shù)量和水平，目前一輛普通家用轎車上大約安裝幾十到近百只傳感器，而豪華轎車上的傳感器數(shù)量可多達二百余只，種類通常達30余種，多則達百種。

6、工業(yè)生產(chǎn)

工業(yè)領域應用的傳感器，如工藝控制、工業(yè)機械以及傳統(tǒng)的;各種測量工藝變量(如溫度、液位、壓力、流量等)的;測量電子特性(電流、電壓等)和物理量(運動、速度、負載以及強度)的，以及傳統(tǒng)的接近/定位傳感器發(fā)展迅速。這些傳感器在工業(yè)生產(chǎn)中用來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個參數(shù)，促設備工作在正常狀態(tài)或是最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達到最好的質(zhì)量。因此可以說，沒有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代生產(chǎn)也就失去了基礎。

7、電子通信

手機產(chǎn)量的大幅增長及手機新功能的不斷增加給傳感器市場帶來機遇與挑戰(zhàn)，從彩屏手機、攝像手機到智能手機，市場份額不斷上升增加了傳感器在該領域的應用比例。此外，應用于集團電話和無繩電話的超聲波傳感器、用于磁存儲介質(zhì)的磁場傳感器等都將出現(xiàn)強勢增長。

--> 壓力傳感器，是工業(yè)中最為常用的一種傳感器，隨著科技的不斷發(fā)展，其種類也在不斷的增多，并廣泛的應用在眾多領域，從工業(yè)延伸到日常生活中。如航空航天、石化等等。下面小編就為大家介紹壓力傳感器的應用領域有哪些：

1、科學研究

在基礎科學研究中，傳感器具有突出的地位。例如，在開拓新能源新材料等具有遠望作用的各種尖端技術(shù)研究，如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強磁場和超弱磁場答。顯然，要獲取大量人類感官無法獲取的信息，沒有相應的傳感器是不可能的。許多基礎科學研究的障礙，首先就在于對研究對象的信息獲馭存在困難，而些新機理和尚靈敏度的檢測儀器的出現(xiàn)，往往會導致該領域內(nèi)的突破。一些傳感器的發(fā)展，往往是一些邊緣學科抒發(fā)的先驅(qū)。

2、家用電器

現(xiàn)代家用電器中，大多都應用了傳感器技術(shù)。電視機、空調(diào)、風扇的紅外遙控系統(tǒng)小使用的紅外接收器件、照相機中的自動曝光裝置、電冰箱和電飯堤使用的溫度傳感器、抽油煙機上的氣敏傳感器、全D動洗衣機中的水位和濁度傳感器等。

3、智能樓宇

樓宇自動化系統(tǒng)是智能建筑的重要組成部分。計算機通過中繼器一路由器一網(wǎng)絡一顯示器一悶久控制管理各種設備(空調(diào)制冷、給水排水、變配屯系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯、安全防護和自動識別等)，實現(xiàn)以r“功能佼用的傳感器有溫度傳感器、濕度傳感器、液位傳感器、流量傳感器、壓美傳感器、空氣壓力傳感器、煙霧傳感器、氣體傳感器、紅外傳感器、玻璃破碎傳感器和圖像傳感器等。

4、航空航天

在航空航天領域，飛行的速度、加速度、位置、姿態(tài)、溫度、氣壓、磁場、振動都需要測量：阿波羅10號飛船需要對3295個參數(shù)進行檢測，其中，溫度傳感器559個，壓力傳感器140個，信號傳感器501個，遙控傳感器142個，專家說：“整個宇宙飛船就是高性能傳感器的集合體”。

5、汽車工業(yè)

現(xiàn)代高級轎車的電子化控制系統(tǒng)水平的關鍵就在于采用壓力傳感器的數(shù)量和水平，目前一輛普通家用轎車上大約安裝幾十到近百只傳感器，而豪華轎車上的傳感器數(shù)量可多達二百余只，種類通常達30余種，多則達百種。

6、工業(yè)生產(chǎn)

工業(yè)領域應用的傳感器，如工藝控制、工業(yè)機械以及傳統(tǒng)的;各種測量工藝變量(如溫度、液位、壓力、流量等)的;測量電子特性(電流、電壓等)和物理量(運動、速度、負載以及強度)的，以及傳統(tǒng)的接近/定位傳感器發(fā)展迅速。這些傳感器在工業(yè)生產(chǎn)中用來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個參數(shù)，促設備工作在正常狀態(tài)或是最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達到最好的質(zhì)量。因此可以說，沒有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代生產(chǎn)也就失去了基礎。

7、電子通信

手機產(chǎn)量的大幅增長及手機新功能的不斷增加給傳感器市場帶來機遇與挑戰(zhàn)，從彩屏手機、攝像手機到智能手機，市場份額不斷上升增加了傳感器在該領域的應用比例。此外，應用于集團電話和無繩電話的超聲波傳感器、用于磁存儲介質(zhì)的磁場傳感器等都將出現(xiàn)強勢增長。

4、拉力試驗機的試驗方法是什么？

不請自來！

關于樓主所問，試驗機老二認為拉力試驗機的常用試驗方法有以下幾種：

1.形變的測量

經(jīng)過形變測量安裝來測量，它是用來測量試樣在實驗進程中發(fā)生的形變。

該安裝上有兩個夾頭，經(jīng)由一系傳記念頭構(gòu)與裝在測量安裝頂部的光電編碼器連在一同，當兩夾頭間的間隔發(fā)作轉(zhuǎn)變時，帶動光電編碼器的軸扭轉(zhuǎn)，光電編碼器就會有脈沖旌旗燈號輸出。再由處置器對此旌旗燈號進行處置，就可以得出試樣的變形量。

2.力值的測量

經(jīng)過測力傳感器、擴大器和數(shù)據(jù)處置系統(tǒng)來完成測量，zui常用的測力傳感器是應變片式傳感器。

所謂應變片式傳感器，就是由應變片、彈性元件和某些附件(賠償元件、防護罩、接線插座、加載件構(gòu)成)，能將某種機械質(zhì)變成電量輸出的器件。應變片式的拉、壓力傳感器國表里品種繁復，首要有筒狀力傳感器、輪輻式力傳感器、S雙連孔型傳感器、十字梁式傳感器等類型。

從資料力學上得知，在小變形前提下，一個彈性元件某一點的應變ε與彈性元件所受的力成正比，也與彈性的變構(gòu)成正比。以S型傳感器為例，當傳感器遭到拉力P的效果時，因為彈性元件外表粘貼有應變片，由于彈性元件的應變與外力P的巨細成正比例，故此將應變片接入測量電路中，即可經(jīng)過測出其輸出電壓，然后測出力的巨細。

簡略來說，外力P惹起傳感器內(nèi)應變片的變形，招致電橋的不服衡，然后惹起傳感器輸出電壓的轉(zhuǎn)變，我們經(jīng)過測量輸出電壓的轉(zhuǎn)變就可以曉得力的巨細了。

普通來說，拉力試驗機傳感器的輸出旌旗燈號都長短常微弱的，凡間只要幾個mV，假如直接對此旌旗燈號進行測量，長短常堅苦的，而且不克不及知足高精度測量要求。因而必需經(jīng)過擴大器將此微弱旌旗燈號擴大，擴大后的旌旗燈號電壓可達10V，此時的旌旗燈號為模仿旌旗燈號，這個模仿旌旗燈號經(jīng)由多路開關和A/D轉(zhuǎn)換芯片改變?yōu)閿?shù)字旌旗燈號，然后進行數(shù)據(jù)處置，至此，拉力試驗機力的測量告一段落。

3.橫梁位移的測量

其道理同變形測量大致一樣，都是經(jīng)過測量光電編碼器的輸出脈沖數(shù)來取得橫梁的位移量。

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