压力传感器设计（压力传感器设计图和原理）

本文目录一览：

• 1、压力传感器工作原理详细介绍图
• 2、压力传感器的选择
• 3、如何设计压阻式压力传感器电阻条的位置
• 4、压力传感器应该如何选型,需要注意什么问题?
• 5、压力传感器蓝宝石式

压力传感器工作原理详细介绍图

扩散硅压力传感器工作原理也是基于压阻效应，利用压阻效应原理，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，利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。

应变式压力传感器是测力传感器的一种，应用广泛，涵盖从极小到极大的动、静态力测量。其测量精度高，约占压力传感器总量的90%。传感器由弹性金属体和贴在其上的应变片组成。传感器将测力转化为弹性元件的应变，再通过电阻应变效应测量应变，间接测出力的大小。

在应变计型压力传感器中，箔或硅应变计布置为惠斯通电桥。应变仪连接到某种隔膜上，当施加压力时隔膜会发生偏转。然后由惠斯通电桥电路测量、放大和调节所得信号，以提供代表施加压力的合适传感器电压或变送器电流输出，如下图所示。

压力传感器的选择

选择压力传感器的时候需要注意很多问题，比如，压力传感器的量程、精度、压力传感器的温度特性，化学特性都是要考虑的，而压力传感器的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。

一般传感器测量的最大范围为传感器的满星程70%是最好的，也就是现在要测量70bar的压力，我们选压力变送器的量程应该选100bar。第四，接液材质 我们要考虑的是压力变送器所测星的介质，一般的压力变送器的接触介质分的材质采用的是316不锈钢。

在化纤厂中，压力传感器作为关键的测量设备，其安全性能至关重要。选择本质安全型i的防爆型压力传感器，能够有效防止爆炸事故的发生，为化纤厂的安全生产提供可靠保障。

压力传感器的品牌选择众多，以下是一些受欢迎的品牌： 日本欧姆龙（OMRON）：欧姆龙集团自1933年成立以来，已拥有近87年历史。作为全球自动化控制系统、电子元器件、汽车电子、社会系统以及健康医疗设备等领域的领先者，其产品种类繁多，广受好评。

如何设计压阻式压力传感器电阻条的位置

设计压阻式压力传感器电阻条的位置需要传感器的结构，测量范围，传感器材料，环境因素。传感器的结构：根据传感器的结构，确定电阻条的位置。例如，如果传感器的结构比较紧凑，则电阻条需要放置在传感器的中心位置，以保证准确测量压力。测量范围：根据需要测量的压力范围，确定电阻条的长度和位置。

这种传感器采用集成工艺将电阻条集成在单晶硅膜片上，制成硅压阻芯片，并将此芯片的周边固定封装于外壳之内，引出电极引线（图1）。压阻式压力传感器又称为固态压力传感器，它不同于粘贴式应变计需通过弹性敏感元件间接感受外力，而是直接通过硅膜片感受被测压力的。

压阻式传感器的构造独特且精密，它将电阻条巧妙地集成在单晶硅膜片上，通过集成工艺制成硅压阻芯片。这个芯片被安置在坚固的外壳中，引出电极引线以进行信号传输（参见图1）。与传统的粘贴式应变计不同，压阻式压力传感器是直接感知压力的固态传感器。

但在使用过程中，要注意硅压阻式压力传感器对温度很敏感，在具体的应用电路中要采用温度补偿。目前，大多数硅压阻式压力传感器已将温度补充电路做在传感器中，从而使得这类传感器的温度系数小于±0.3%的量程。压阻式压力传感器可以由恒压源或恒流源供电。

压力传感器应该如何选型,需要注意什么问题?

1、首先，必须清楚测量对象，即介质的类型，这是选择传感器的第一步。其次，考虑精度等级，不同国家对精度等级的定义可能不同，例如，中国的精度等级指的是传感器性能最好的部分，通常为测量范围的10%到90%；而欧洲的标准则是线性度最好的部分，即测量范围的0到10%以及90%到100%。

2、一般传感器测量的最大范围为传感器的满星程70%是最好的，也就是现在要测量70bar的压力，我们选压力变送器的量程应该选100bar。第四，接液材质 我们要考虑的是压力变送器所测星的介质，一般的压力变送器的接触介质分的材质采用的是316不锈钢。

3、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。

4、选择压力传感器的时候需要注意很多问题，比如，压力传感器的量程、精度、压力传感器的温度特性，化学特性都是要考虑的，而压力传感器的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。

5、必要时需选用高温型传感器或采取降温措施。根据应用工况，选择低/微/中/高压力/差压变送器，如耐腐蚀、高温或易结晶环境的变送器。最后，要考虑现场工作环境，如振动、电磁干扰、引线长度、供电电源以及测量介质中的杂质等因素。这些信息将帮助确定最适合的变送器型号，确保设备在各种条件下的稳定运行。

6、常见故障包括无输出、输出异常及指示不正确。处理方法涉及检查电源、压力值、传感器状态、接线等。故障排除后，需确保回路中其他仪表正常工作。选型依据包括测量介质、温度环境、精度等级、安装维护成本等。在选择压力或差压变送器时，需综合考虑量程、膜盒材质、量程范围和精度等级。

压力传感器蓝宝石式

应变电阻式原理结合硅-蓝宝石半导体敏感元件，构成了压力传感器蓝宝石式的核心设计，展现出卓越的计量特性。蓝宝石作为绝缘体元素，其单晶体结构确保了无滞后、无疲劳和无蠕变现象，而且在硬度和坚固度上超越了硅，不易发生形变。

陶瓷压力传感器 陶瓷传感器具有耐腐蚀性，无需介质传递，直接将压力作用于传感器陶瓷膜片的前表面。膜片微小形变后，背面的厚膜电阻构成惠斯通电桥。利用压敏电阻的压阻效应，电桥产生与压力成正比的电压信号。这类传感器稳定性高，兼容性强，适用于多种介质接触。

压阻式压力传感器：电阻应变片是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。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性。

压力传感器分类：蓝宝石压力传感器 蓝宝石压力传感器借助应变电阻工作原理，采用硅蓝宝石作为半导体敏感元件，具有无可比拟的测量特性。蓝宝石由单晶绝缘体元素组成，不会引起磁滞、疲劳和蠕变。蓝宝石比硅更坚固，硬度更高，不怕变形。

蓝宝石压力传感器：这类传感器采用应变电阻式工作原理，以硅-蓝宝石作为半导体敏感元件。硅-蓝宝石对温度变化不敏感，即使在高温下也能保持良好的工作特性，同时具有很强的抗辐射特性，且无p-n漂移问题。 压电式压力传感器：压电传感器的工作原理基于压电效应。

蓝宝石压力传感器利用硅-蓝宝石的半导体敏感元件，具有优异的温度稳定性和抗辐射性能，特别适合在高温和强辐射环境下工作。压电式传感器则基于压电效应，它只能用于动态测量，因为其输出的电荷需要无限大的输入阻抗才能保存，因此它主要用于测量动态应力。