压力传感器的原理及运用
现在市场上压力传感器的输出信力学传感器的种类繁多,如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器,它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。
在了解压阻式力传感器时,我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。
电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。
通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小,一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D 转换和CPU )显示或执行机构。号有很多种,主要有4-20mA ,0-20mA ,0-10V,0-5V等等,但是比较常用的4-20mA 和0-10V两种,上面举的这些输出信号中,只有4-20mA 为两线制,所说的输出为几线制不包含接地或屏蔽线,其他均为三线制。
压力传感器与其它电子设备间连接取决于多种因素。是采用短距离连接还是采用长距离连接?传感器与系统控制器或显示器间的距离,否存在噪声”或其他电子干扰信号。否需要放大器,放大器的位置等。对于许多传感器和控制器间距离较短的OEM设备,采用mA 输出的变送器最为经济而有效的解决方法,如果需要将输出信号放大,最好采用具有内置放大的变送器。对于远距离传输出或存在较强的电子干扰信号,最好采用mA 级输出或频率输出。如果在RFI或EMI指标很高的环境中,除了要注意到要选择mA 或频率输出外,还要考虑到特殊的保护或过滤器。