压力传感器的两种原理及应用new

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1、电阻应变式传感器11电阻应变式传感器定义被测的动态压力作用在弹性敏感元件上，使它产生变形，在其变形的部位粘贴有电阻应变片，电阻应变片感受动态压力的变化，按这种原理设计的传感器称为电阻应变式压力传感器。1.2电阻应变式传感器的工作原理电阻应变式传感器所粘贴的金属电阻应变片主要有丝式应变片与箔式应变片。箔式应变片是以厚度为0.002——0.008mm的金属箔片作为敏感栅材料，，箔栅宽度为0.003——0.008mm。丝式应变片是由一根具有高电阻系数的电阻丝(直径0．015--0．05mm)，平行地排成栅形(一般2——40条)，电阻值60—

2、—200Ω，通常为120Ω，牢贴在薄纸片上，电阻纸两端焊有引出线，表面覆一层薄纸，即制成了纸基的电阻丝式应变片。测量时，用特制的胶水将金属电阻应变片粘贴于待测的弹性敏感元件表面上，弹性敏感元件随着动态压力而产生变形时，电阻片也跟随变形。如下图所示。B为栅宽，L为基长。材料的电阻变化率由下式决定：（1）式中；由材料力学知识得；(2)式中K对于确定购金属材料在一定的范围内为一常数，将微分dR、dL改写成增量ΔR、ΔL,可得(3)由式(2)可知，当弹性敏感元件受到动态压力作用后随之产生相应的变形ε,而形应变值可由丝式应变片或箔式应变片测出，

3、从而得到了ΔR的变化，也就得到了动态压力的变化，基于这种应变效应的原理实现了动态压力的测量。1.3电阻应变式传感器的分类及特点测低压用的膜片式压力传感器常用的电阻应变式压力传感器包括测中压用的膜片——应变筒式压力传感器测高压用的应变筒式压力传感器1.3.1膜片——应变筒式压力传感器的特点该传感器的特点是具有较高的强度和抗冲击稳定性，具有优良的静态特性、动态特性和较高的自震频率，可达30khz以上，测量的上限压力可达到9.6mpa。适于测量高频脉动压力，又加上强制水冷却。也适于高温下的动态压力测量，如火箭发动机的压力测量，内燃机、压气机

4、等的压力测量。1.3.2膜片式应变压力传咸器的特点A这种膜片式应变压力传感器不宜测量较大的压力，当变形大时，非线性较大。但小压力测量中由于变形很小，非线性误差可小于0.5％，同时又有较高的灵敏度，因此在冲击波的测量中，国内外都用过这种膜片式压力传感器。B这种传感器与膜片—应变筒式压力传感器相比，自振频率较低，因此在低压高频测量中，应严防冲击压力频率与膜片自顿频率相接近，否则台带来严重的波形与压力值的失真与偏低。压阻式压力传感器2.1压阻式压力传感器的工作原理压阻式压力传感器是由平面应变传感器发展起来的一种新型压力传感器。它以硅片作为弹

5、性敏感元件，任该膜片上用集成电路扩散工艺制成四个等值导体电阻，组成惠斯登电矫，当膜片受力后、由于半导体的压阻效应．电阻值发生变化，使电桥输出而测得压力的变化，利用这种方法制成的压力传感器叫压阻式压力传感器．相似于电阻应变式传感器金属电阻应变片的灵敏度系数主要利用的应变效应，而半导体应变片主要利用电阻率的变化，这就是压阻式压力传感器的基本原理，它是利用压阻效应的结果。2.2压阻式压力传感器的特点结构简单、可微型化。压阻式压力传感器的优点可测高频灵感度高精度高受温度影响大压阻式压力传感器的缺点量程小不耐腐蚀工艺复杂