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传感器分为很多种,压力传感器是生活中比较常见的传感器类型,那么压力传感器的工作原理是什么呢?压力传感器是工业实践中*为常用的一种传感器,其广泛应用于各种工业自控环境,下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用。
在了解压力传感器时,我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。
又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小,一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的压力表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D转换和CPU)显示或执行机构。
应变片压力传感器原理与应用力学传感器的种类繁多,如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。但应用*为广泛的是压阻式压力传感器,它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。下面我们主要介绍这类传感器。
金属电阻应变片的内部结构
金属电阻应变器由基体材料、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。
检测压力传感器,根据目的不同,检测的项目也不一样,当然检测的方法也就会有区别。
1、桥路的检测,主要检测传感器的电路是否正确,一般是惠斯通全桥电路,利用万用表的欧姆档,量输入端之间的阻抗、以及输出端之间的阻抗,这两个阻抗就是压力传感器的输入、输出阻抗。如果阻抗是无穷大,桥路就是断开的,说明传感器有问题或者引脚的定义没有判断正确。
2、零点的检测,,用万用表的电压档,检测在没有施加压力的条件下,传感器的零点输出。这个输出一般为mV级的电压,如果超出了传感器的技术指标,就说明传感器的零点偏差超范围。
3、加压检测,检单的方法是:给传感器供电,用嘴吹压力传感器的导气孔,用万用表的电压档检测传感器输出端的电压变化。如果压力传感器的相对灵敏度很大,这个变化量会明显。如果丝毫没有变化,就需要改用气压源施加压力。
通过以上方法,基本可以检测一个传感器的状况。如果需要准确的检测,就需要用标准的压力源,给传感器压力,按照压力的大小和输出信号的变化量,对传感器进行校准。并在条件许可的情况下,进行相关参数的温度检测。