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压力传感器在传感器科学中重要性怎么样?


压力传感器在传感器科学中重要性怎么样?
  传感器技术是现代科学技术发展水平的标志之一,而压力传感器技术是传感器技术的重要分支。目前各种类型的压力传感器,如扩散硅、电容式、硅蓝宝石、陶瓷厚膜、金属应变电式等类型,正广泛应用于国民生产的各行业以及科学技术领域。下面?#22270;?#21333;介绍一些常用压力传感器的特点及其相互之间的差异。
 
蓝宝石压力传感器
 
  蓝宝石压力传感器利用应变电阻式工作原理,采用硅-蓝宝石作为半导体敏感元件,具有无与伦比的计量特征。
 
  蓝宝石系由单晶体绝缘体元素组成,不会发生滞后、疲劳和蠕变现象;蓝宝石比硅要坚固,硬度更高、不怕形变?#27426;?#19988;蓝宝石有着非常好的弹性和绝缘性,因此,利用硅-蓝宝石制造的半导体敏感元件,对温度变化?#24187;?#24863;,即使高温条件下,也有着很好的工作特性;蓝宝石的抗辐射特性极强;另外,硅-蓝宝石半导体敏感元件无P-N飘移,因此,从根本上简化了制造工艺,提高了重复性,确保了高成品率。
 
  用硅-蓝宝石半导体敏感元件制造的压力传感器和变送器,可在最恶劣的工作条件下正常工作,并且可靠性高,精度好,温度误差极小,性价比高。
 
扩散硅压力传感器
 
  扩散硅压力传感器的工作原理是:被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上(不锈钢或陶瓷),使膜片产生与介质压力成正比的微位移,使传感器的电阻值发生变化,用电子线路检测这一变化,并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。
 
陶瓷压力传感器
 
  抗腐蚀的陶瓷压力传感器没有液体的传递,压力直接作用在陶瓷膜片的前表面、室膜片的表面,使膜片产生微小的形变,厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面,连接成一个惠斯通电桥(闭桥),由于压敏电阻的压阻效应,使电桥产生一个与压力成正比的高度线性,与激励电压成正比的电压信号,标准的信号根据压力量程的不同标定为2.0、3.0、3.3MV等,可以和应变式传感器相兼容。通过激光标定,传感器具有很高的温度稳定性和时间稳定性,传感器自带温度补偿0℃~70℃,并可以和绝大多数介质直接接触。
 
  陶瓷是一种公?#31995;?#39640;弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和震动的材料。陶瓷的热稳定性及它的厚膜电阻可以使它的工作温度?#27573;?#39640;达-40℃~135℃,而且具有测量的高精度、高稳定性。电器绝缘程度大于2KV,输出信号强,长期稳定性好。高特性、?#22270;?#26684;的陶瓷传感器将是压力传感器的发展方向,在?#35775;?#22269;家有全面替代其他类型传感器的趋?#30130;?#22312;中国越来越多的用户使用陶瓷传感器替代扩散硅压力传感器。
  
  陶瓷厚膜力数字传感器的结构设计
 
陶瓷厚膜力数字传感器主要由瓷环、陶瓷膜片和陶瓷?#21069;?#19977;部分组成。陶瓷膜片作为感力弹性体,采用95%的AL2O3瓷精加工而成,要求平整、均匀、质密,其厚度与有效半径视设计量程而定。
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