压力传感器及其作用

压力传感器

一、介绍

    压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器。一般普通压力传感器的输出为模拟信号，模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号。 或在一段连续的时间间隔内，其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号。而我们通常使用的压力传感器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。

压力传感器是使用最为广泛的一种传感器。传统的压力传感器以机械结构型的器件为主，以弹性元件的形变指示压力，但这种结构尺寸大、质量轻，不能提供电学输出。随着半导体技术的发展，半导体压力传感器也应运而生。其特点是体积小、质量轻、准确度高、温度特性好。特别是随着MEMS技术的发展，半导体传感器向着微型化发展，而且其功耗小、可靠性高。

二、压力传感器的类型

　　1.压力传感器按结构可分为

　　1）电磁式：或称膜盒传动的可变电感式、差动变压器组合式。敏感元件有膜盒、波纹管、U形管等。

　　2）压阻效应式：压阻效应是指当半导体受到应力作用时，由于载流子迁移率的变化，其电阻率发生变化的现象。

    半导体压阻式传感器具有灵敏度高、动态响应好、精度高易于微型化和集成化等特点而应用广泛。

  　3）电阻-应变效应式：电阻-应变效应是指金属导体的电阻在导体受力产生变形(伸长或缩短)时发生变化的现象。

  　2.按信号产生的原理可分为

　  1) 电压型：有压阻效应式(或半导体压敏电阻式)压力传感器、和电磁式(膜盒传动的可变电感式)压力传感器。

　　2) 频率性：电容膜盒式压力传感器和表面弹性波式压力传感器。

　  3.按信号产生的应用可分为

　 进气歧管压力传感器：检测歧管压力，间接获取EFI系统流量、EGR控制。

　 大气压力传感器：检测大气压力，空燃比修正。

　制动主缸压力传感器：检测制动主缸压力，

　蓄压器压力传感器：检测蓄压器压力，控制

　空气滤清器真空开关：检测压力差，判断滤清器是否堵塞。

  机油压力开关：检测发动机有无机油压力。

　变速器油压力传感器：检测变速器油压，控制换档。

　轮胎气压传感器：检测轮胎气压是否过高。

压力传感器

三、关键作用

压力传感器不仅在生产测量中应用广泛，如今在我们生活中也常常看见，在我们大多的交通工具中都有压力传感器，可能一般人知道汽车上有压力传感器，其实普通的摩托车上也有压力传感器的应用。

摩托车的动力来自汽油机汽缸内油的燃烧。只有充分燃烧才能提供很好的动力，良好的燃烧必须具备良好的混合气、充分的压缩和最佳点火三个条件。电喷系统能否正确的将空燃比控制在所需的范围内，决定了发动机的动力性、经济性和排放指标的优劣。而汽油机空燃比的控制是采用调整与进气量相匹配的供油量实现的，因此，进气空气流量的测量精度直接影响空燃比的控制精度。

四、内部结构

它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。根据不同的用途，电阻应变片的阻值可以由设计者设计，但电阻的取值范围应注意：阻值太小，所需的驱动电流太大，同时应变片的发热致使本身的温度过高，不同的环境中使用，使应变片的阻值变化太大，输出零点漂移明显，调零电路过于复杂。而电阻太大，阻抗太高，抗外界的电磁干扰能力较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。

五、工作原理

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。金属导体的电阻值可用下式表示：

式中：ρ——金属导体的电阻率（Ω·cm2/m）

S——导体的截面积（cm2）

L——导体的长度（m）

我们以金属丝应变电阻为例，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，从上式中可很容易看出，其电阻值即会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度增加，而截面积减少，电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增加，电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化（通常是测量电阻两端的电压），即可获得应变金属丝的应变情。

   通过上文的介绍我们学习了压力传感器的作用，其实他的作用就是把压力信号传到电子设备。压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其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，小编就介绍到这了。

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