压力传感器 更新时间：2011-05-23 14:20

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压力传感器是将压力转换为电信号输出的传感器，通常把压力测量仪表中的电测式仪表。压力传感器一般由弹性敏感元件和位移敏感元件（或应变计）组成。弹性敏感元件的作用是使被测压力作用于某个面积上并转换为位移或应变，然后由位移敏感元件或应变计转换为与压力成一定关系的电信号。有时把这两种元件的功能集于一体。压力传感器广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。

压力传感器原理

• 是工业实践中最为常用的一种传感器，而我们通常使用的压主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。

  我们知道，晶体是各向异性的，非晶体是各向同性的。某些晶体介质，当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时，就产生了极化效应；当机械力撤掉之后，又会重新回到不带电的状态，也就是受到压力的时候，某些晶体可能产生出电的效应，这就是所谓的极化效应。科学家就是根据这个效应研制出了压力传感器。

  压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英（二氧化硅）是一种天然晶体，压电效应就是在这种晶体中发现的，在一定的温度范围之内，压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电性质完全消失（这个高温就是所谓的“居里点”）。由于随着应力的变化电场变化微小（也就说压电系数比较低），所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数，但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体，能够承受高温和相当高的湿度，所以已经得到了广泛的应用。

  在现在压电效应也应用在多晶体上，比如现在的压电陶瓷，包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。

  压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。

  压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用，特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业，例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力，也可以用来测量微小的压力。

  压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中，比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的，因为测量动态压力是如此普遍，所以压电传感器的应用就非常广。

  除了压电传感器之外，还有利用压阻效应制造出来的压阻传感器，利用应变效应的应变式传感器等，这些不同的压力传感器利用不同的效应和不同的材料，在不同的场合能够发挥它们独特的用途。

压力传感器的作用

• 压力传感器的作用：把压力信号传到电子设备，进而在计算机显示压力。其原理大致是：将水压这种压力的力学信号转变成电流或电压信号。压力和电压或电流 大小成线性关系，一般是正比关系。所以，变送器输出的电压或电流随压力增大而增大。压力变送器根据测压范围可分成一般压力变送器和微差压变送器，负压变送器三种压力变送器.

  压力变送器在测试的时候也有很多的因素影响，首先是被测介质的两种压力通入高、低两压力室，低压室压力采用大气压或真空，作用在δ元件(即敏感元件)的两侧隔离膜片上，通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。压力变送器是由测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。 当两侧压力不一致时，致使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通过振荡和解调环节，转换成与压力成正比的信号。

特大拉压力传感器参数

• 主要技术参数
  额定载荷(Kg) 100、150、200、250、300、500、1000、2000、5000
  精度等级 C2
  绝缘电阻(MΩ) ≥5000(100VDC)
  综合误差([%]F.S) 0.03
  激励电压(V) 9～12 (DC)
  灵敏度(mV/V) 2.0±0.02
  温度补偿范围(℃) -10 ～ +40
  非线性([%]F.S) 0.03
  使用温度范围(℃) -35 ～ +65
  滞后([%]F.S) 0.03
  零点温度影响([%]F.S/10℃) 0.03
  重复性([%]F.S) 0.01
  灵敏度温度影响([%]F.S/10℃) 0.03
  蠕变([%]F.S/30min) 0.02
  安全过载范围([%]F.S) 150
  零点输出([%]F.S) ±1
  极限过载范围([%]F.S) 200
  输入阻抗(Ω) 700±7
  防护等级 IP65
  输出阻抗(Ω) 700±7 电缆线 四芯屏蔽电缆 3m
  接线方法 输入(电源) + ： 红色；输入(电源) - ： 黑色；输出(信号) + ： 绿色；输出(信号) - ：白色

正确选用和使用压力传感器

• 从十九世纪八十年代开始，高温熔体压力传感器作为一种昂贵的高端测量仪器在国内才开始被大家认识，在北美与欧洲当时的产品已经十分成熟，非常有代表性的几家公司也开始被国内的所熟悉：美国的丹尼斯科（Dynisco）;意大利的杰弗伦（GEFRAN）;日本的理化株式会社（RKC）,日本的长野计器（NKS），随着国内的工业自动化的不断提升和发展，国内的需求量也不断增加，在近几年，国内也诞生了一批熔体压力传感器的制造商，因为有着性价比的优势国内的制造商也占有了一定的市场；其中最有代表性的为——上海皓鹰测控技术有限公司，一个引导本行业正确发展方向的国内优秀制造商：
  一、 选用常识：
  1、 品牌误区：很多时候大家都认为国产的产品是不好用，甚至是不能用；这一点皓鹰的成功研发和对产品品质严格控制让这种品牌误区在慢慢淡化，皓鹰将成为国内的一线品牌，这一点也得到了国际同行公司的认可。
  2、 精度误区：大家在选择产品的时候，总以为精度是最重要的；其实从某个角度来说：稳定性比产品的精度更重要，精度选择应该是建立在高稳定性的基础上的。
  3、 追求廉价：物美价廉这是每个人希望看到的；但事实上，高品质的产品就决定了它的价格会相对的高一些。 4、 选择合适的量程、合适的精度、合适安装方式、合适的输出方式。
  二、 使用常识：
  1、检查安装孔的尺寸、保持安装孔的清洁
  2、正确安装、选择恰当的位置
  3、仔细清洁、保持干燥
  4、避免高低温干扰、高低频干扰、静电干扰
  5、防止压力过载