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压电式压力传感器与电容式压力传感器的常识

时间:2021-01-25 点击次数:

● 压电式压力传感器主要是基于压电效应,利用电气元件等机械将待测压力转化为电能,然后进行相关的测量工作,如很多压力变送器、压力传感器等。压电传感器不能用于静态测量,因为只有当回路具有无穷大的输入阻抗时,外力作用后的电荷才能被保留。但事实并非如此。因此,压电传感器只能用于动态测量。其主要压电材料有:磷酸二氢盐、酒石酸钾钠和应时。应时发现了压电效应。

当应力变化时,电场变化很小,其他压电晶体会取代应时。酒石酸钾钠具有很大的压电系数和压电灵敏度,只能在室内湿度和温度较低的地方使用。磷酸二氢盐是一种人工晶体,可用于高湿度和高温环境,因此应用广泛。随着技术的发展,压电效应已经应用到多晶材料中。例如,压电陶瓷、铌酸镁压电陶瓷、铌酸盐压电陶瓷和钛酸钡压电陶瓷都包括在内。

基于压电效应的传感器有机电转换传感器和自发电传感器。其敏感元件由压电材料制成,当压电材料受到外力作用时,其表面会形成电荷,经电荷放大器和测量电路放大、阻抗变换后,转化为与外力成正比的电输出。它用于测量力和可转换为力的非电气物理量,例如:

加速度和压力,它具有重量轻、工作可靠、结构简单、信噪比高、灵敏度高、信号带宽宽等优点。但是它也有一些缺点:有些电压材料是防潮的,所以需要采取一系列防潮措施,输出电流的响应较差,需要用电荷放大器或者高输入阻抗电路来弥补这个缺点,这样仪器才能更好的工作。


● 电容式压力传感器是一种以电容为敏感元件,将被测压力转换成电容变化的压力传感器。这种压力传感器通常使用圆形金属膜或金属镀膜作为电容器的电极。当薄膜被压力变形时,薄膜与固定电极之间形成的电容发生变化,通过测量电路可以输出与电压有一定关系的电信号。电容式压力传感器属于极距可变电容式传感器,可分为单电容式压力传感器和差动电容式压力传感器。

单个电容式压力传感器由圆形薄膜和固定电极组成。薄膜在压力下变形,从而改变电容器的容量。它的灵敏度与膜的面积和压力近似成正比,与膜的张力和膜与固定电极之间的距离成反比。另一种固定电极为凹球面形状,振膜为周边固定的张力平面,可由塑料镀金属层制成。这种类型适用于测量低压,并具有高过载能力。它也可以制成单个电容式压力传感器,通过使用带有活塞移动极的隔膜来测量高压。这种类型可以减少隔膜的直接压力面积,从而使用更薄的隔膜来提高灵敏度。为了提高抗干扰能力,它还与各种补偿保护部件和放大电路封装在一起。该传感器适用于测量动态高压和遥测飞机。还有麦克风型(麦克风型)和听诊器型的单电容式压力传感器。

电容式压力传感器的受压隔膜电极位于两个固定电极之间,形成两个电容。在压力的作用下,一个电容的电容增大,而另一个电容的电容相应减小,测量结果由差动电路输出。它的固定电极是在凹面玻璃表面镀金属层制成的。过载时,膜片受凹面保护,不会断裂。差动电容式压力传感器比单电容式压力传感器具有更高的灵敏度和更好的线性度,但加工困难(特别是保证对称性),不能隔离被测气体或液体,因此不适合在腐蚀性或杂质流体中工作。

永利集团5454手机版是传感器研发生产厂家。主要产品有微型传感器、拉压传感器、S型传感器、环形传感器、柱式传感器、轴销传感器、称重传感器、扭矩传感器、位移传感器、压力变送器、液压传感器、控制仪表、及手持仪等千余种产品。产品广泛应用于工业自动化生产线、3C、新能源、机器人、机械制造、医疗、纺织、汽车、冶金以及交通等多个领域。

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