力準(zhǔn)傳感帶您認(rèn)識(shí)壓阻式壓力傳感器

在生活和工業(yè)制造當(dāng)中，力傳感器、溫度傳感器和稱重傳感器是傳感器行業(yè)中應(yīng)用廣泛的幾種傳感器。在當(dāng)今快節(jié)奏的人類社會(huì)，由于科學(xué)和工程技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)物理量的監(jiān)測(cè)在不同行業(yè)的技術(shù)應(yīng)用中比以前更加頻繁。

通過(guò)對(duì)壓阻式壓力傳感器技術(shù)、應(yīng)用、產(chǎn)品的分析，分享了一些相關(guān)的原理和概念。

壓力傳感器。

在測(cè)量中，壓力是物理學(xué)中反映物質(zhì)狀態(tài)的壓力的重要參數(shù)。在壓力測(cè)量中，有表壓、絕壓(絕對(duì)壓力)、負(fù)壓和真空度。工業(yè)上使用的壓力指示值多為表壓，即絕對(duì)壓力與大氣壓力的差值，因此絕對(duì)壓力是表壓與大氣壓的和。如果測(cè)量壓力低于大氣壓，則稱為負(fù)壓或真空度。

在工作原理上，測(cè)量壓力的傳感器分為壓阻式壓力傳感器、壓電式壓力傳感器、壓磁式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、霍爾式壓力計(jì)等。

壓阻式壓力傳感器。

在實(shí)際應(yīng)用中，半導(dǎo)體應(yīng)變片式傳感器被稱為壓阻式壓力傳感器，它是在早期使用半導(dǎo)體應(yīng)變片粘貼在彈性體上制成的。20世紀(jì)70年代末，開發(fā)了周圍固定的力敏電阻和硅膜一體化的擴(kuò)散壓阻式壓力傳感器，克服了粘貼帶來(lái)的滯后、蠕變和固有頻率低、集成困難的缺點(diǎn)，將應(yīng)變電阻條和誤差補(bǔ)償、信號(hào)調(diào)理等電路集成硅片上。

壓阻式壓力傳感器的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)尺寸小，重量輕，易于集成，靈敏度和分辨率高，適用于檢測(cè)微壓。但是由于采用半導(dǎo)體硅材料，對(duì)溫度敏感，如果不采用溫度補(bǔ)償，溫度誤差會(huì)很大。

應(yīng)用壓阻式壓力傳感器。

由于壓阻式壓力傳感器具有航天、航海、石化、醫(yī)療設(shè)備、氣象、軍事設(shè)備等一系列優(yōu)點(diǎn)。

到2020年，新冠狀病毒在全球蔓延，全球市場(chǎng)對(duì)呼吸機(jī)、制氧機(jī)、血壓計(jì)等醫(yī)療設(shè)備的需求呈井噴式爆發(fā)，其中壓阻式壓力傳感器是呼吸機(jī)的關(guān)鍵部件。在家用呼吸機(jī)、醫(yī)用呼吸機(jī)、高精度血壓計(jì)等應(yīng)用中，壓阻式壓力傳感器一度供不應(yīng)求，甚至缺貨。

壓阻式壓力傳感器。

壓阻式壓力傳感器工藝復(fù)雜，對(duì)傳感器制造工藝要求嚴(yán)格。目前市場(chǎng)上國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品較少，多為進(jìn)口。幸運(yùn)的是，雖然國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品很少，但也不是沒有。以下是壓阻式壓力傳感器的技術(shù)參數(shù)描述。

壓力范圍:

0~10kN的壓力量程屬于相對(duì)較小的壓力測(cè)量范圍。在實(shí)際應(yīng)用中，量程范圍的選擇略大于使用的量程。該量程產(chǎn)品適用于大型商業(yè)終端、消費(fèi)電子、醫(yī)療保健等。

工作溫度。

一般工業(yè)應(yīng)用和集成電路系統(tǒng)的要求在-40℃-80℃之間。

零輸出。

在工作電壓的激勵(lì)下，理論上傳感器空載時(shí)輸出應(yīng)為零，但實(shí)際上傳感器空載時(shí)輸出不穩(wěn)定，導(dǎo)致偏差范圍，越小越好。

精確度。

這里的精度是指非線性誤差，是指由空載輸出值和額定載荷時(shí)輸出值決定的直線與增加載荷的實(shí)測(cè)曲線之間最大偏差對(duì)額定輸出值的百分比。非線性單位為%FS，非線性誤差=量程×非線性。兩種產(chǎn)品的最大誤差為±5%，在實(shí)際應(yīng)用中，通常在±5%以內(nèi)，這種精度完全可以滿足消費(fèi)和商業(yè)的需要。

過(guò)載壓力

過(guò)載壓力有兩種，一種是安全過(guò)載。安全過(guò)載是指壓力傳感器在此載荷下不會(huì)損壞，但不能長(zhǎng)期過(guò)載。另一種是極限過(guò)載，是指壓力傳感器的極限臨界負(fù)荷，超過(guò)極限意味著傳感器會(huì)損壞。