压力传感器应用及选用原则

前言

压力传感器的种类繁多，其性能也有较大的差异，在实际生活中压力传感器应用是十分广泛的，根据具体的使用环境、条件和要求，选择较为适用的经济、合理的压力传感器，可以起到事半功倍的效果。要了解不同领域压力传感器应用的方向就必须先了解压力传感器的性能参数及其选择原则。

压力传感器(压力传感器原理)是传感器中最成熟传感的技术，就市场销售额来看，居传感器之首，且每年增长率达2%，具有广阔的应用前景.同技术性能的压力传感器应用于不同不的测量需求己成为当前压力传感器（压力传感器型号）发展和应用的一个重要课题.

随着现代测量和自动化技术的发展，市场上的压力传感器品种繁多，格及技术性能不一，格差别规价也很大.在使用者面前的问题是，选用怎样的压力传感器才能满足需要？这就涉及到传感器的选用，其原则便是以最经济的价格买到满足其用途、压力量程、精度要求、温度范围、电和机械要求的压力传感器.传感器装到设备上后，运行正常、稳定，测量准确.以下是压力传感器应用到不同领域的选择原则。

压力传感器应用到不同领域的选择原则

1用途.

由于结构不同，压力传感器可以分为测定绝对压力、大气的相对压力和差压.定绝对压力时，对测传感器内自身带有真空参考压，所测压力与大气压无关，是相对于真空的压力.对大气的相对压力是以大气压力为参考压，因此传感器弹性膜一侧始终与大气是连通的.由于大气压力与离地面的高度、四季中大气中水汽含量的变化以及不同地点和组成大气的各种气体的含量的变化有关.因此，测得的相所对压力便与上述因素有关.外，可从传感器弹性此还膜两侧分别导人流体压力，样能测定流体不同地这点或流体间的差压.对不同用途应选用不同结构针的压力传感器.

2压力量程范围.

压力传感器的压力适用范围是分级的.这是因为压力传感器的弹性膜承受流体压力有一个限度.就这是通常所说的耐压极限，过此极限弹性膜便破裂超了.一般来说，一传感器都有2每0—3O的过压能0%力.因此，品说明书上的压力最大量程为耐压极限产的30.0—8%选用过高的压力量程是不必要的.

压力量程的选用应主要考虑三个方面的因素：即传感器的最大过压能力、度与压力量程的关系精和传感器的价格与压力量程的关系.

3精度

压力传感器可用作压力计量元件或作敏感元件进而进行自动控制.特别对前一用途，对它提出比较高的精度要求.由于用半导体芯片制成的压力传感器的精度受温度的影响，因此应注意传感器的使用温度范围.

4电学要求.

恒流源和恒压源都是通常传感器采用的两种激励源. 两种激励方法是有区别的，作用不同.其恒流源激励有利于热灵敏度漂移的补偿作用.因为桥臂电阻器的温度系数为正，灵敏度温度系而数为负.流源激励时的输出信号电压的温度系数恒—是两者的代数和.而恒压激励不能直接提供灵敏度温度补偿效果但用恒压源激励时可在桥外串接热敏电阻或二极管以补偿热灵敏度漂移.用恒流源激励时，这种灵敏度补偿方法便不起作用.可见，压恒源激励和恒流源激励相互之间不能随意互换.

一般精度测量时用恒流源激励.恒压源激励时，测量的精度取决于恒压源稳压器件的精度.另外，又可将压力传感器的激励电源分为正比激励和固定激励.者是将压力传器电桥直接接到前电源上，当电源改变时，压力传感器的灵敏度和零点都随之发生变化.后者内部有一个参照电压，压力传感器电桥由参照电压供电激励.参考电压是恒定的，与电源电压无关.要电源电压在一指定电压范围只内变化，照电压不变.而传感器的输出不变，参因不受电源电压的影响.

压力传感器可以用电池供电，但更普遍的是采用直流稳压电源技术.电池供电时噪声小，但随电池使用，电电压逐渐降低，供特别是当传感器用正比激励时，灵敏度便逐渐减小.这就会造成读数不准。因此要采用补偿办法(例如压力传感器和AD变换器/共用一个电池供电)或者使用低功耗、电流的压，小力传感器，寿命电池，者测量压力时接上电源，长或测量完毕后，电池关闭节省电能.上新电池后，将换压力传感器需要重新校准标定.这是因为不同牌号的电池其电动势、内阻都存在一定的差异.压力传感器的电桥激励电压的变化会造成灵敏度的改变.

5作业方式

作业方式也是需要考虑的重要问题.例如传感器用于气体压力的测量与液体压力的测量时情况便不同.气体是可压缩流体，夺时会贮存一定的压缩增般普通压力传感器的输出为模拟信号，近距离满量程输出电压可达10—1O0SmV，出电流为0输00r..1A远距离输出信号电压便会衰减，采用n应电流信号输出.经压力变送器将电流放大后可以输出2m0A以下的电流信号.样，这价格就成倍增加.另外，只有经过AD和vF变换后才能得到数字信//号和频率信号.能，减压时又以动能释放出来，给传感器弹性膜施加冲击波.要求压力传感器有较大的过载能力.液体是不可压缩流体，压力传感器安装时，紧螺拴又无在拧可压缩空间则可使液体压力升高超过弹性膜的耐压极限，导致弹性膜破裂.由于这种情况屡屡发生，也要求压力传感器有较大的过压能力.压力传感器的工作环境恶劣时，如有大的振例动、冲击，的电磁干扰，传感器提出更为严格的大对要求.仅过压能力强，不而且要求机械密封可靠，防松动，传感器安装正确.传感器自身的引线、引脚以及外导线都应加以电磁屏蔽，并将屏蔽良好接地.此外，考虑压力传感器与所测流体介质的相应容性问题.例如传感器的弹性膜结构应与腐蚀性介质相隔开，时采有不锈钢波纹套传感器，感器内此传用硅油作传压介质.传感器检测易燃、易爆介质压力时，用小激励电流，使防止弹性膜破裂时产生火花、火星，增加压力传感器外套的耐压能力.

6对温度的要求.

用半导体芯片制备的压力传感器的特点是受温成的种类繁多的传感器，都可称为压力传感器.它们在工业、事和民用等各方面得到一定的应用.军压电式压力传感器可用来测量压力范围为度的影响大，不仅存在热零点漂移还存在热灵敏度漂移.温度明显影响压力传感器的精度.了消除温为度的影响，需应用各种温度补偿技术.度范围越就温宽.补偿技术难度越大，且校准工作量越大，能保所证的全温度范围的精度便越低.为此应根据压力传感器所应用的实际温度范围和精度要求提出合理的要求.

7对压力密封的要求.

通常用的压力密封是橡胶垫(或称0型环)环、氧树脂、四氟乙烯垫、孔配合、螺纹配合及焊聚锥管接等方式.用的密封材料决定了压力传感器的工所作温度范围.

总结

随着科学技术的进步，我国压力传感器应用领域也在迅速扩大，其传感技术也在蓬勃发展。由于压力传感技术所涉及的技术广泛，几乎渗透到各个专业领域，因此，对压力传感器新理论的探讨、技术与新方法的应用、新材料和新工艺的研究将成为发展趋势。本文主要介绍了压力传感器应用到不同领域的几大选用原则。