-
壓力傳感器
鎖定
壓力傳感器(Pressure Transducer)是能感受壓力信號，並能按照一定的規律將壓力信號轉換成可用的輸出的電信號的器件或裝置。
- 中文名
- 壓力傳感器
- 外文名
- Pressure Transducer
- 輸出信號
- 4-20ma、0-10V等
- 供 電
- 24VDC
- 材 質
- 316L
目錄
- 1 重載型
- 2 分類
- ▪ 擴散硅壓力變送器
- ▪ 半導體壓電阻型
- ▪ 靜電容量型
- 3 接線方法
- 4 螺紋類型
- 5 工作原理
- ▪ 壓阻式壓力傳感器
- ▪ 陶瓷壓力傳感器
- ▪ 擴散硅壓力傳感器
- ▪ 藍寶石壓力傳感器
- ▪ 壓電式壓力傳感器
- 6 無法避免誤差
- 7 安裝問題
- 8 常用術語
- ▪ 標準壓
- ▪ 絕對壓
- ▪ 相對壓
- ▪ 大氣壓
- ▪ 真空
- ▪ 檢測壓力範圍
- ▪ 可承受壓力
- ▪ 往返精度
- ▪ 精度
- ▪ 線性
- ▪ 遲滯（線性）
- ▪ 遲滯
- ▪ 非腐蝕性氣體
- 9 應用領域
- ▪ 應用於液壓系統
- ▪ 應用於安全控制系統
- ▪ 應用於注塑模具
- ▪ 應用於監測礦山壓力
- ▪ 應用於促進睡眠
壓力傳感器重載型
重載壓力傳感器是傳感器中一種，但是我們很少聽説這種壓力傳感器，它通常被用於交通運輸應用中，通過監測氣動、輕載液壓、制動壓力、機油壓力、傳動裝置、以及卡車/拖車的氣閘等關鍵系統的壓力、液力、流量及液位來維持重載設備的性能。
重載壓力傳感器是一種具有外殼、金屬壓力接口以及高電平信號輸出的壓力測量裝置。許多傳感器配有圓形金屬或塑料外殼，外觀呈筒狀，一端是壓力接口，另一端是電纜或連接器。這類重載壓力傳感器常用於極端温度及電磁干擾環境。工業及交通運輸領域的客户在控制系統中使用壓力傳感器，可實現對冷卻液或潤滑油等流體的壓力測量和監控。同時，它還能夠及時檢測壓力尖峯反饋，發現系統阻塞等問題，從而即時找到解決方案。
壓力傳感器分類
多傳感器信息融合技術的基本原理就像人的大腦綜合處理信息的過程一樣，將各種傳感器進行多層次、多空間的信息互補和優化組合處理，最終產生對觀測環境的一致性解釋。在這個過程中要充分地利用多源數據進行合理支配與使用，而信息融合的最終目標則是基於各傳感器獲得的分離觀測信息，通過對信息多級別、多方面組合導出更多有用信息。這不僅是利用了多個傳感器相互協同操作的優勢，而且也綜合處理了其它信息源的數據來提高整個傳感器系統的智能化。
壓力傳感器是使用最為廣泛的一種傳感器。傳統的壓力傳感器以機械結構型的器件為主，以彈性元件的形變指示壓力，但這種結構尺寸大、質量重，不能提供電學輸出。隨着半導體技術的發展，半導體壓力傳感器也應運而生。其特點是體積小、質量輕、準確度高、温度特性好。特別是隨着MEMS技術的發展，半導體傳感器向着微型化發展，而且其功耗小、可靠性高。
壓力傳感器擴散硅壓力變送器
壓力變送器
擴散硅壓力變送器
性能指標：
測量介質：液體或氣體（對不鏽鋼殼體無腐蝕）
量程：0-10MPa
穩定性能：±0.05%FS/年；±0.1%FS/年
輸出信號：RS485、4~20mA（可選）
過載能力：150%FS
零點温度係數：±0.01%FS/℃
滿度温度係數：±0.02%FS/℃
環境温度：-10℃～80℃
存儲温度：-40℃～85℃
供電電源：9V～36V DC；
結構材料：外殼：不鏽鋼1Cr18Ni9Ti
膜片：不鏽鋼316L
電纜：φ7.2mm聚氨酯專用電纜
壓力傳感器半導體壓電阻型
壓力傳感器靜電容量型
靜電容量型壓力傳感器，是將玻璃的固定極和硅的可動極相對而形成電容，將通過外力（壓力）使可動極變形所產生的靜電容量的變化轉換成電氣信號。 （E8Y的動作原理便是靜電容量方式，其他機種採用半導體方式）。
壓力傳感器接線方法
壓力傳感器兩線制比較簡單，一般客户都知道怎麼接線，一根線連接電源正極，另一個線也就是信號線經過儀器連接到電源負極，這種是最簡單的，壓力傳感器三線制是在兩線制基礎上加了一個線，這根線直接連接到電源的負極，較兩線制麻煩一點。四線制壓力傳感器肯定是兩個電源輸入端，另外兩個是信號輸出端。四線制的多半是電壓輸出而不是4~20mA輸出，4~20mA的叫壓力變送器，多數做成兩線制的。壓力傳感器的信號輸出有些是沒有經過放大的，滿量程輸出只有幾十毫伏，而有些壓力傳感器在內部有放大電路，滿量程輸出為0~2V。至於怎麼接到顯示儀表，要看儀表的量程是多大，如果有和輸出信號相適應的檔位，就可以直接測量，否則要加信號調整電路。五線制壓力傳感器與四線制相差不大，市面上五線制的傳感器也比較少。
[1]
壓力傳感器螺紋類型
PT 是 Pipe Thread 的縮寫，是 55 度密封圓錐管螺紋，屬惠氏壓力傳感器螺紋家族，多用於歐洲及英聯邦國家.常用於水及煤氣管行業，錐度規定為 1:16。國家標準可查閲 GB/T7306-2000
M 是公制普通螺紋，如M20*1.5表示直徑為20mm，螺距為1.5，如客户無特殊要求，壓力傳感器一般為M20*1.5螺紋。
另外螺紋中的1/4、1/2、1/8 標記是指螺紋尺寸的直徑，單位是英寸。行內人通常用分來稱呼螺紋尺寸，一寸等於8分，1/4 寸就是2分，如此類推。G 好像就是管螺紋的統稱(Guan)，55、60度的劃分屬於功能性的，俗稱管圓。螺紋由一圓柱面加工而成。
公制螺紋用螺距來表示，美英制螺紋用每英寸內的螺紋牙數來表示，這是壓力傳感器螺紋最大的區別，公制螺紋是60度等邊牙型，英制螺紋是等腰55度牙型，美製螺紋60度。公制螺紋用公制單位，美英制螺紋用英制單位。
管螺紋主要用來進行壓力管道的連接，其內外螺紋的配合緊密，壓力傳感器管螺紋有直管與錐管兩種。公稱直徑是指所連接的壓力管道直徑，顯然螺紋大徑比公稱直徑大。 1/4，1/2，1/8是英制螺紋的公稱直徑，單位是英寸。
壓力傳感器工作原理
壓力傳感器壓阻式壓力傳感器
電阻應變片是壓阻式應變傳感器的主要組成部分之一。金屬電阻應變片的工作原理是吸附在基體材料上應變電阻隨機械形變而產生阻值變化的現象，俗稱為電阻應變效應。
壓力傳感器陶瓷壓力傳感器
陶瓷壓力傳感器基於壓阻效應，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個惠斯通電橋，由於壓敏電阻的壓阻效應，使電橋產生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號，標準的信號根據壓力量程的不同標定為2.0/3.0/3.3mV/V等，可以和應變式傳感器相兼容。
壓力傳感器擴散硅壓力傳感器
擴散硅壓力傳感器
壓力傳感器藍寶石壓力傳感器
利用應變電阻式工作原理，採用硅-藍寶石作為半導體敏感元件，具有無與倫比的計量特性。因此，利用硅-藍寶石製造的半導體敏感元件，對温度變化不敏感，即使在高温條件下，也有着很好的工作特性;藍寶石的抗輻射特性強;另外，硅-藍寶石半導體敏感元件，無p-n漂移。
壓力傳感器壓電式壓力傳感器
壓力傳感器
壓力傳感器無法避免誤差
在選擇壓力傳感器的時候我們要考慮他的綜合精度，而壓力傳感器的精度受哪些方面的影響呢?其實造成傳感器誤差的因素有很多，下面我們注意説四個無法避免的誤差，這是傳感器的初始誤差。
第三是線性誤差：這是一個對壓力傳感器初始誤差影響較小的因素，該誤差的產生原因在於硅片的物理非線性，但對於帶放大器的傳感器，還應包括放大器的非線性。線性誤差曲線可以是凹形曲線，也可以是凸形曲線稱重傳感器。
最後是滯後誤差：在大多數情形中，壓力傳感器的滯後誤差完全可以忽略不計，因為硅片具有很高的機械剛度。一般只需在壓力變化很大的情形中考慮滯後誤差。
壓力傳感器
壓力傳感器安裝問題
正確安裝
通常高温熔體壓力傳感器的損壞都是由於其安裝位置不恰當而引起的，如果將傳感器強行安裝在過小的孔或形狀不規則的孔中，就有可能造成傳感器的震動膜受到衝擊而損壞，選擇合適的工具加工安裝孔，有利於控制安裝孔的尺寸，另外，合適的安裝扭矩有利於形成良好的密封，但是如果安裝扭矩過高就容易引起高温熔體壓力傳感器的滑脱，為防止這種現象發生，通常在傳感器安裝之前在其螺紋部分上塗抹防脱化合物。
1. 壓力傳感器正確安裝方法：
(2) 核實壓力傳感器的編碼與相應的頻率反應信號的正確性。
2. 確定具體安裝位置
為了確定壓力傳感器的編號和具體安裝位置， 需按充氣網的各個充氣段來考慮。
(1) 壓力傳感器必須沿着線纜進行安裝， 最好安裝在線纜接頭處。
(2) 每條線纜裝設壓力傳感器不少於4個， 靠近電話局的兩個壓力傳感器， 相距不應大幹200m。
(3) 每條線纜的始端和末端分別安裝1個。
(4) 每條線纜的分支點應裝1個， 如果兩個分支點相距較近(小於100 m)，可只裝1個。
(5) 線纜敷設方式(架空、地下)改變處應裝1個
(6) 對無分支的線纜， 因壘線的線纜程式一致， 壓力傳感器的安裝隔距不大幹500m， 並使其總數不少於4個。
(7) 為了便於確定壓力傳感器故障點， 除在起點安裝壓力傳感器外，距起點150~200m處，還要另外安裝1個當然在設計中， 一定要考慮經濟與技術的因素， 在不需要安裝壓力傳感器的地方，則應不必安裝。
檢查尺寸
如果安裝孔的尺寸不合適，高温熔體壓力傳感器在安裝過程中，其螺紋部分就很容易受到磨損，這不僅會影響設備的密封性能，而且使傳感器不能充分發揮作用，甚至還可能產生安全隱患。只有合適的安裝孔才能夠避免螺紋的磨損(螺紋工業標準1/2-20UNF2B)，通常可以採用安裝孔測量儀對安裝孔進行檢測，以做出適當的調整。
壓力傳感器常用術語
壓力是工業生產中的重要參數之一，為了保證生產正常運行，必須對壓力進行監測和控制。下面是壓力傳感器選型時常用的用語：
壓力傳感器標準壓
以大氣壓為標準表示的壓力大小，大於大氣壓的叫正壓；小於大氣壓的叫負壓。
壓力傳感器絕對壓
以絕對真空為標準表示的壓力大小。
壓力傳感器相對壓
對比較對象（標準壓）而言的壓力大小。
壓力傳感器大氣壓
壓力傳感器真空
指低於大氣壓的壓力狀態。1Torr=1/760氣壓（atm）。
壓力傳感器檢測壓力範圍
指傳感器的適應壓力範圍。
壓力傳感器可承受壓力
當恢復到檢測壓力時，其性能不下降的可承受壓力。
壓力傳感器往返精度
當一定温度（23°C）下，當增加、減少壓力時、用檢測壓力的全標度值去除輸出進行反轉的壓力值而得到的動作點的壓力變動值。
壓力傳感器精度
壓力傳感器線性
模擬輸出對檢測壓力呈線性變化，但與理想直線相比有偏差。用對全標度值來説百分數來表示這種偏差的值叫線性。
壓力傳感器遲滯（線性）
用零電壓和額定電壓在輸出電流（或電壓）值間畫出理想直線，把電流（或電壓）值與理想電流（或電壓）值之差作為誤差求出來，再求出壓力上升時和下降時的誤差值。用全標度的電流（或電壓）值去除上述差的絕對值的最大值所得的值即為遲滯。單位用%FS表示。
壓力傳感器遲滯
用壓力的全標度值去除輸出ON點壓力與OFF點壓力之差所得的值既是遲滯。
壓力傳感器非腐蝕性氣體
指空氣中含有的物質（氮、二氧化碳等）與惰性氣體（氬、氖等） 。
壓力傳感器應用領域
壓力傳感器應用於液壓系統
壓力傳感器在液壓系統中主要是來完成力的閉環控制。當控制閥芯突然移動時，在極短的時間內會形成幾倍於系統工作壓力的尖峯壓力。在典型的行走機械和工業液壓中，如果設計時沒有考慮到這樣的極端工況，任何壓力傳感器很快就會被破壞。需要使用抗衝擊的壓力傳感器，壓力傳感器實現抗衝擊主要有2種方法，一種是換應變式芯片，另一種方法是外接盤管，一般在液壓系統中採用第一種方法，主要是因為安裝方便。此外還有一個原因是壓力傳感器還要承受來自液壓泵不間斷的壓力脈動。
壓力傳感器應用於安全控制系統
壓力傳感器在安全控制系統中經常應用，主要針對的領域是空壓機自身的安全管理系統。在安全控制領域有很多傳感器應用，壓力傳感器作為一種非常常見的傳感器，在安全控制系統中應用也不足為奇。
在安全控制領域應用一般從性能方面來考慮，從價格上的考慮，還有從實際操作的安全性方便性來考慮，實際證明選擇壓力傳感器的效果非常好。壓力傳感器利用機械設備的加工技術將一些元件以及信號調節器等裝置安裝在一塊很小的芯片上面。所以體積小也是它的優點之一，除此之外，價格便宜也是它的另一大優點。在一定程度上它能夠提高系統測試的準確度。在安全控制系統中，通過在出氣口的管道設備中安裝壓力傳感器來在一定程度上控制壓縮機帶來的壓力，這算是一定的保護措施，也是非常有效的控制系統。當壓縮機正常啓動後，如果壓力值未達到上限，那麼控制器就會打開進氣口通過調整來使得設備達到最大功率。
壓力傳感器應用於注塑模具
壓力傳感器應用於監測礦山壓力
傳感器技術作為礦山壓力監控的關鍵性技術之一。一方面，我們應該正確應用已有的各種傳感器來為採礦行業服務；另一方面，作為傳感器廠家還要研製和開發新型壓力傳感器來適應更多的採礦行業應用。壓力傳感器有多種，而基於礦山壓力監測的特殊環境，礦用壓力傳感器主要有：振弦式壓力傳感器、半導體壓阻式壓力傳感器、金屬應變片式壓力傳感器、差動變壓器式壓力傳感器等。這些傳感器在礦產行業都有廣泛的應用，具體使用哪種傳感器還有根據具體的採礦環境進行選擇。
壓力傳感器應用於促進睡眠
壓力傳感器本身無法促進睡眠，我們只是將壓力傳感器放在牀墊地下，由於壓力傳感器具有高靈敏度，當人發生翻身、心跳以及呼吸等有關的動作時，傳感器會分析這一系列信息，去推斷睡眠人睡覺處於一個什麼狀態，然後通過對傳感器的分析，收集傳感器的信號得到心跳和呼吸節奏等睡眠的數據，最後將所有數據處理譜成一首段的曲目，當然能將你一個晚上的睡眠壓縮成一首幾分鐘的音樂。
壓力傳感器應用於壓縮機，空調冷設備
壓力傳感器常用於空氣壓力機，以及空調製冷設備，這類傳感器產品外形小巧、安裝方便、導壓口一般採用專用閥針式設計。
壓力傳感器性能參數
壓力傳感器的種類繁多，其性能也有較大的差異，如何選擇較為適用的傳感器，做到經濟、合理的使用。
壓力傳感器額定壓力範圍
額定壓力範圍是滿足標準規定值的壓力範圍。也就是在最高和最低温度之間，傳感器輸出符合規定工作特性的壓力範圍。在實際應用時傳感器所測壓力在該範圍之內。
壓力傳感器最大壓力範圍
最大壓力範圍是指傳感器能長時間承受的最大壓力，且不引起輸出特性永久性改變。特別是半導體壓力傳感器，為提高線性和温度特性，一般都大幅度減小額定壓力範圍。因此，即使在額定壓力以上連續使用也不會被損壞。一般最大壓力是額定壓力最高值的2－3倍。
壓力傳感器損壞壓力
損壞壓力是指能夠加在傳感器上且不使傳感器元件或傳感器外殼損壞的最大壓力。
壓力傳感器線性度
線性度是指在工作壓力範圍內，傳感器輸出與壓力之間直線關係的最大偏離。
壓力傳感器壓力遲滯
為在室温下及工作壓力範圍內，從最小工作壓力和最大工作壓力趨近某一壓力時，傳感器輸出之差。
壓力傳感器温度範圍
技術參數 （量程15MPa-200MPa）
參數 單位 技術指標
靈敏度 mV/V 1.0±0.05
靈敏度温度係數 ≤%F·S/10℃ ±0.03
非線性 ≤%F·S ±0.02～±0.03
工作温度範圍 ℃ -20℃～+80℃
滯後 ≤%F·S ±0.02～±0.03
輸入電阻 Ω 400±10Ω
重複性 ≤%F·S ±0.02～±0.03
輸出電阻 Ω 350±5Ω
蠕變 ≤%F·S/30min ±0.02
安全過載 ≤%F·S 150% F·S
零點輸出 ≤%F·S ±2
絕緣電阻 MΩ ≥5000MΩ(50VDC)
零點温度係數 ≤%F·S/10℃ ±0.03
推薦激勵電壓 V 10V-15V
壓力傳感器防腐技巧
壓力傳感器被應用於各行各業，尤其是工業上應用非常多的壓力傳感器，但是工業上一般要求壓力傳感器能夠防腐蝕，壓力傳感器接頭和腔體採用進口不鏽鋼整體加工，作為壓力變送器彈體的不鏽鋼材料耐蝕性高、衰減性能好，可以監測任何與316L相兼容的介質。下面我們還來介紹一下壓力傳感器的防腐技巧。
首先，瞭解被測介質是否與316L相兼容：316，317L合金在100小時5%鹽霧測試中，都沒有出現腐蝕。其次，在選購傳感器產品時，向供應商諮詢介質對壓力傳感器是否有影響；通過對彈體耐腐蝕材料的選擇，以便達到用户使用的需求。最後，我們可以採用隔離辦法：壓力變送器前有鉬2鈦和鉭片，膜片與彈道管之間用甲基硅油傳送壓力，最小量程可做到0～100kPa，如果膜片材料還不耐腐，則可加一層F46膜片，但儀表靈敏度有所降低。也可直接用F46作隔離膜片，傳遞液可選用氟油，則可起雙重隔離作用。
壓力傳感器在使用過程中一旦發現其不能與介質兼容就必須馬上更換傳感器，對應一些特殊的介質我們可以採用特殊的材質或者特殊的結構來進行測量，壓力傳感器未來肯定會得到更加廣泛的應用，所以作為廠家我們要積極開發新型壓力傳感器來適應需要。
壓力傳感器趨勢
2.汽車領域是壓力傳感器的最重要的用户之一，汽車生產的激增導致對壓力傳感器和相關組件的需求不斷增加。
3.機動車安全已成為整個汽車行業的重要方面，圍繞此項特性的嚴格的政府法規有助於促進汽車行業壓力傳感器的需求增長。
9.消費者購買壓力傳感器對其安裝和更換不斷飆升的成本心存憂慮，可能會影響壓力傳感器市場。
10.在過去的幾年中，壓力傳感器市場取得了迅速進展，對競爭格局產生了積極影響，為市場引入了新的參與者並擴大了市場現有參與者的範圍。
壓力傳感器原則
現代傳感器在原理與結構上千差萬別，如何根據具體的測量目的、測量對象以及測量環境合理地選用傳感器，是在進行某個量的測量時首先要解決的問題。當傳感器確定之後，與之相配套的測量方法和測量設備也就可以確定了。測量結果的成敗，在很大程度上取決於傳感器的選用是否合理。
1、根據測量對象與測量環境確定傳感器的類型
要進行—個具體的測量工作，首先要考慮採用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之後才能確定。因為，即使是測量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據被測量的特點和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題：量程的大小；被測位置對傳感器體積的要求；測量方式為接觸式還是非接觸式；信號的引出方法，有線或是非接觸測量；傳感器的來源，國產還是進口，價格能否承受，還是自行研製。
在考慮上述問題之後就能確定選用何種類型的傳感器，然後再考慮傳感器的具體性能指標。
2、靈敏度的選擇
通常，在傳感器的線性範圍內，希望傳感器的靈敏度越高越好。因為只有靈敏度高時，與被測量變化對應的輸出信號的值才比較大，有利於信號處理。但要注意的是，傳感器的靈敏度高，與被測量無關的外界噪聲也容易混入，也會被放大系統放大，影響測量精度。因此，要求傳感器本身應具有較高的信噪比，儘量減少從外界引入的廠擾信號。
傳感器的靈敏度是有方向性的。當被測量是單向量，而且對其方向性要求較高，則應選擇其它方向靈敏度小的傳感器；如果被測量是多維向量，則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。
3、頻率響應特性
4、線性範圍
傳感器的線形範圍是指輸出與輸入成正比的範圍。以理論上講，在此範圍內，靈敏度保持定值。傳感器的線性範圍越寬，則其量程越大，並且能保證一定的測量精度。在選擇傳感器時，當傳感器的種類確定以後首先要看其量程是否滿足要求。
5、穩定性
在選擇傳感器之前，應對其使用環境進行調查，並根據具體的使用環境選擇合適的傳感器，或採取適當的措施，減小環境的影響。
傳感器的穩定性有定量指標，在超過使用期後，在使用前應重新進行標定，以確定傳感器的性能是否發生變化。
在某些要求傳感器能長期使用而又不能輕易更換或標定的場合，所選用的傳感器穩定性要求更嚴格，要能夠經受住長時間的考驗。
6、精度
精度是傳感器的一個重要的性能指標，它是關係到整個測量系統測量精度的一個重要環節。傳感器的精度越高，其價格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個測量系統的精度要求就可以，不必選得過高。這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡單的傳感器。
如果測量目的是定性分析的，選用重複精度高的傳感器即可，不宜選用絕對量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得精確的測量值，就需選用精度等級能滿足要求的傳感器。
對某些特殊使用場合，無法選到合適的傳感器，則需自行設計製造傳感器。自制傳感器的性能應滿足使用要求。
壓力傳感器原理應用
壓力傳感器種類
力學傳感器的種類繁多，如電阻應變片壓力傳感器、半導體應變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但應用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。
壓力傳感器認識
在瞭解壓阻式壓力傳感器時，我們首先認識一下電阻應變片這種元件。電阻應變片是一種將被測件上的應變變化轉換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應變傳感器的主要組成部分之一。電阻應變片應用最多的是金屬電阻應變片和半導體應變片兩種。金屬電阻應變片又有絲狀應變片和金屬箔狀應變片兩種。通常是將應變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產生力學應變基體上，當基體受力發生應力變化時，電阻應變片也一起產生形變，使應變片的阻值發生改變，從而使加在電阻上的電壓發生變化。這種應變片在受力時產生的阻值變化通常較小，一般這種應變片都組成應變電橋，並通過後續的儀表放大器進行放大，再傳輸給處理電路（通常是A/D轉換和CPU）顯示或執行機構。
壓力傳感器作業方式
例如傳感器用於氣體壓力的測量與液體壓力的測量時情況便不同。氣體是可壓縮流體，增多時會貯存一定的壓縮能，減壓時又以動能釋放出來，給傳感器彈性膜施加衝擊波。要求壓力傳感器有較大的過載能力。液體是不可壓縮流體，在壓力傳感器安裝時，擰緊螺拴又無可壓縮空間則可使液體壓力升高超過彈性膜的耐壓極限，導致彈性膜破裂。由於這種情況屢屢發生，也要求壓力傳感器有較大的過壓能力。壓力傳感器的工作環境惡劣時，例如有大的振動、衝擊，大的電磁干擾，對傳感器提出更為嚴格的要求。不僅過壓能力強，而且要求機械密封可靠，防鬆動，傳感器安裝正確。傳感器自身的引線、引腳以及外導線都應加以電磁屏蔽，並將屏蔽良好接地。此外，應考慮壓力傳感器與所測流體介質的相容性問題。例如傳感器的彈性膜結構應與腐蝕性介質相隔開，此時採有不鏽鋼波紋套傳感器，傳感器內用硅油作傳壓介質。傳感器檢測易燃、易爆介質壓力時，使用小激勵電流，防止彈性膜破裂時產生火花、火星，並增加壓力傳感器外套的耐壓能力。
只有瞭解了壓力傳感器的作業方式才能更好的選擇壓力傳感器，尤其是如今壓力傳感器正在飛速發展，所以瞭解壓力傳感器的作業方式是非常必要的。
壓力傳感器關鍵作用
壓力傳感器不僅在生產測量中應用廣泛，如今在我們生活中也常常看見，在我們大多的交通工具中都有壓力傳感器，可能一般人知道汽車上有壓力傳感器，其實普通的摩托車上也有壓力傳感器的應用。
摩托車的動力來自汽油機汽缸內油的燃燒。只有充分燃燒才能提供很好的動力，良好的燃燒必須具備良好的混合氣、充分的壓縮和最佳點火三個條件。電噴系統能否正確的將空燃比控制在所需的範圍內，決定了發動機的動力性、經濟性和排放指標的優劣。而汽油機空燃比的控制是採用調整與進氣量相匹配的供油量實現的，因此，進氣空氣流量的測量精度直接影響空燃比的控制精度。
壓力傳感器內部結構
它由基體材料、金屬應變絲或應變箔、絕緣保護片和引出線等部分組成。根據不同的用途，電阻應變片的阻值可以由設計者設計，但電阻的取值範圍應注意：阻值太小，所需的驅動電流太大，同時應變片的發熱致使本身的温度過高，不同的環境中使用，使應變片的阻值變化太大，輸出零點漂移明顯，調零電路過於複雜。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的電磁干擾能力較差。一般均為幾十歐至幾十千歐左右。
壓力傳感器基本原理
金屬電阻應變片的工作原理是吸附在基體材料上應變電阻隨機械形變而產生阻值變化的現象，俗稱為電阻應變效應。金屬導體的電阻值可用下式表示：
R=ρ
式中：ρ——金屬導體的電阻率（Ω·
/m）
S——導體的截面積（
）
L——導體的長度（m）
我們以金屬絲應變電阻為例，當金屬絲受外力作用時，其長度和截面積都會發生變化，從上式中可很容易看出，其電阻值即會發生改變，假如金屬絲受外力作用而伸長時，其長度增加，而截面積減少，電阻值便會增大。當金屬絲受外力作用而壓縮時，長度減小而截面增加，電阻值則會減小。只要測出加在電阻的變化（通常是測量電阻兩端的電壓），即可獲得應變金屬絲的應變情。
壓力傳感器應用
抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒有液體的傳遞，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個惠斯通電橋(閉橋)，由於壓敏電阻的壓阻效應，使電橋產生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號，標準的信號根據壓力量程的不同標定為2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以和應變式傳感器相兼容。通過激光標定，傳感器具有很高的温度穩定性和時間穩定性，傳感器自帶温度補償0～70℃，並可以和絕大多數介質直接接觸。
陶瓷是一種公認的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗衝擊和振動的材料。陶瓷的熱穩定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作温度範圍高達-40～135℃，而且具有測量的高精度、高穩定性。電氣絕緣程度大於2kV，輸出信號強，長期穩定性好。高特性，低價格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發展方向，在歐美國家有全面替代其它類型傳感器的趨勢，在中國也越來越多的用户使用陶瓷傳感器替代擴散硅壓力傳感器。
壓力傳感器保護
壓力傳感器我們經常使用，我們在使用過程中一定要注意保護壓力傳感器，因為壓力傳感器雖然有不鏽鋼保護，但是壓力傳感器還是很容易損壞的，尤其是使用不當很容易造成壓力傳感器損壞導致損失。
首先肯定是傳感器超量程使用，不要施加超過額定耐壓力的壓力。若施加了耐壓力以上的壓力，可能引起破損。其次是使用環境，避免在有可燃性和爆炸性氣體的環境下使用。還有就是電源電壓和負載短路，使用時請不要超過使用電壓範圍。若施加了使用電壓範圍以上的電壓，則可能引起破裂或燒燬。避免使負載短路。否則可能引起破裂或燒燬。還有一點比較少見就是誤佈線，避免對電源的極性等進行錯誤佈線。否則可能引起破裂或燒燬。
壓力傳感器在使用的時候一定要學會如何保護它，否則它很容易被損壞從而造成生產上的損失，當然只要我們按廠家説明書正確操作，避免上述的幾個問題，壓力傳感器還是可以長時間工作的。有些壓力傳感器能用到幾年甚至十幾年。主要是要學會如何保護它。
壓力傳感器分類
壓力傳感器壓電式
壓電式壓力傳感器原理基於壓電效應。壓電效應是某些電介質在沿一定方向上受到外力的作用而變形時，其內部會產生極化現象，同時在它的兩個相對錶面上出現正負相反的電荷。當外力去掉後，它又會恢復到不帶電的狀態，這種現象稱為正壓電效應。當作用力的方向改變時，電荷的極性也隨之改變。相反，當在電介質的極化方向上施加電場，這些電介質也會發生變形，電場去掉後，電介質的變形隨之消失，這種現象稱為逆壓電效應。壓電式壓力傳感器的種類和型號繁多，按彈性敏感元件和受力機構的形式可分為膜片式和活塞式兩類。膜片式主要由本體、膜片和壓電元件組成。壓電元件支撐於本體上，由膜片將被測壓力傳遞給壓電元件，再由壓電元件輸出與被測壓力成一定關係的電信號。這種傳感器的特點是體積小、動態特性好、耐高温等。現代測量技術對傳感器的性能出越來越高的要求。
例如用壓力傳感器測量繪製內燃機示功圖，在測量中不允許用水冷卻，並要求傳感器能耐高温和體積小。壓電材料最適合於研製這種壓力傳感器。石英是一種非常好的壓電材料，壓電效應就是在它上面發現。比較有效的辦法是選擇適合高温條件的石英晶體切割方法,例如XYδ（+20°～+30°）割型的石英晶體可耐350℃的高温。而LiNbO3單晶的居里點高達1210℃，是製造高温傳感器的理想壓電材料。
壓力傳感器擴散硅式
壓力傳感器藍寶石式
藍寶石系由單晶體絕緣體元素組成，不會發生滯後、疲勞和蠕變現象；藍寶石比硅要堅固，硬度更高，不怕形變；藍寶石有着非常好的彈性和絕緣特性（1000 OC以內），因此，利用硅-藍寶石製造的半導體敏感元件，對温度變化不敏感，即使在高温條件下，也有着很好的工作特性；藍寶石的抗輻射特性強；另外，硅-藍寶石半導體敏感元件，無p-n漂移，因此，從根本上簡化了製造工藝，提高了重複性，確保了高成品率。
表壓壓力傳感器和變送器由雙膜片構成：鈦合金測量膜片和鈦合金接收膜片。印刷有異質外延性應變靈敏電橋電路的藍寶石薄片，被焊接在鈦合金測量膜片上。被測壓力傳送到接收膜片上（接收膜片與測量膜片之間用拉桿堅固的連接在一起）。在壓力的作用下，鈦合金接收膜片產生形變，該形變被硅-藍寶石敏感元件感知後，其電橋輸出會發生變化，變化的幅度與被測壓力成正比。
傳感器的電路能夠保證應變電橋電路的供電，並將應變電橋的失衡信號轉換為統一的電信號輸出（0-5，4-20mA或0-5V）。在絕壓壓力傳感器和變送器中，藍寶石薄片，與陶瓷基極玻璃焊料連接在一起，起到了彈性元件的作用，將被測壓力轉換為應變片形變，從而達到壓力測量的目的。
壓力傳感器壓電傳感器
壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應就是在這種晶體中發現的，在一定的温度範圍之內，壓電性質一直存在，但温度超過這個範圍之後，壓電性質完全消失（這個高温就是所謂的“居里點”）。由於隨着應力的變化電場變化微小（也就説壓電係數比較低），所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電係數，但是它只能在室温和濕度比較低的環境下才能夠應用。磷酸二氫胺屬於人造晶體，能夠承受高温和相當高的濕度，所以已經得到了廣泛的應用。
壓電效應是壓電傳感器的主要工作原理，壓電傳感器不能用於靜態測量，因為經過外力作用後的電荷，只有在迴路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。實際的情況不是這樣的，所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動態的應力。
壓電傳感器主要應用在加速度、壓力和力等的測量中。壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計。它具有結構簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優異的特點。壓電式加速度傳感器在飛機、汽車、船舶、橋樑和建築的振動和衝擊測量中已經得到了廣泛的應用，特別是航空和宇航領域中更有它的特殊地位。壓電式傳感器也可以用來測量發動機內部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用於軍事工業，例如用它來測量槍炮子彈在膛中擊發的一瞬間的膛壓的變化和炮口的衝擊波壓力。它既可以用來測量大的壓力，也可以用來測量微小的壓力。
壓力傳感器的技術參數
量程
0~0.5Mpa/0~200Mpa
精度
±0.25 %F·S
長期漂移
0.1% F·S
零點失調
±1% F·S/
滿程失調
±1% F·S/
零點温漂
±0.05% F·S /℃
滿程温漂
±0.05% F·S /℃
工作温度
-40℃ ~ +120 ℃
存儲温度
-40℃ ~ +120 ℃
補償温度
-20℃ ~ +85 ℃
9~36VDC
電流輸出
4~20mA
毫伏輸出
0~5VDC
絕緣電阻
100MΩ(50VDC)
介質兼容
316SS或304不鏽鋼
法蘭規格
DN50 PN4.0 GB9116.7-8.8 &DN80 PN4.0 GB9116.7-8.8
壓力傳感器故障與檢測
壓力傳感器常見故障
壓力傳感器容易出現的故障主要有以下幾種：
第一種是壓力上去，變送器輸也上不去。此種情況，先應檢查壓力接口是否漏氣或者被堵住，如果確認不是，檢查接線方式和檢查電源，如電源正常則進行簡單加壓看輸出是否變化，或者察看傳感器零位是否有輸出，若無變化則傳感器已損壞，可能是儀表損壞或者整個系統的其他環節的問題；
第二種是加壓變送器輸出不變化，再加壓變送器輸出突然變化，泄壓變送器零位回不去，很有可能是壓力傳感器密封圈的問題。常見的是由於密封圈規格原因，傳感器擰緊之後密封圈被壓縮到傳感器引壓口裏面堵塞傳感器，加壓時壓力介質進不去，但在壓力大時突然衝開密封圈，壓力傳感器受到壓力而變化。排除這種故障的最佳方法是將傳感器卸下，直接察看零位是否正常，若零位正常可更換密封圈再試；
第三種是變送器輸出信號不穩。這種故障有可能是壓力源的問題。壓力源本身是一個不穩定的壓力，很有可能是儀表或壓力傳感器抗干擾能力不強、傳感器本身振動很厲害和傳感器故障；第四種是變送器與指針式壓力錶對照偏差大。出現偏差是正常的現象，確認正常的偏差範圍即可；
最後一種易出現的故障是微差壓變送器安裝位置對零位輸出的影響。微差壓變送器由於其測量範圍很小，變送器中傳感元件會影響到微差壓變送器的輸出。安裝時應使變送器的壓力敏感件軸向垂直於重力方向，安裝固定後調整變送器零位到標準值。
壓力傳感器零點漂移
造成壓力傳感器的零點漂移的主要有以下幾個原因：
1.應變片膠層有氣泡或者有雜質
2.應變片本身性能不穩定
3.電路中有虛焊點
零點熱漂移是影響壓力傳感器性能的重要指標，受到廣泛重視。國際上認為零點熱漂移僅取決於力敏電阻的不等性及其温度非線性，其實零點熱漂移還與力敏電阻的反向漏電有關。在這點上，多晶硅可以吸除襯底中的重金屬雜質，從而減小力敏電阻的反向漏電、改善零點熱漂移，提高傳感器的性能。
縮小電漂移和修正電漂移還有哪些方式呢，零點電漂移除了影響壓力傳感器的測量精度和降低靈敏度之外，還有哪些重要影響呢。
利用零點電漂移可以消除壓力傳感器的熱零點漂移，所謂零點漂移，是指當放大器的輸入端短路時，在輸入端有不規律的、變化緩慢的電壓產生的現象。產生零點漂移的主要原因是温度的變化對晶體管參數的影響以及電源電壓的波動等，在多數放大器中，前級的零點漂移影響最大，級數越多和放大倍數越大，則零點漂移越嚴重。
漂移的大小主要在於應變材料的選用，材料的結構或是組成決定其穩定性或是熱敏性。
材料選好後的加工製成也很重要，工藝不同，會生產出不同效果的應變值，關鍵也在於通過一些老化等調節後，電橋值的穩定或程規律的變化。
漂移的調節手段很多，大都根據廠家的條件或生產需求所決定，大多數廠家對零點漂移都控制得很好。温度調節可通過內部温度電阻和制熱零敏度電阻補償、老化等。
對於採用電路轉換的變壓器中，電路部份的漂移可用通過選用好的元器件和設計更合適的電路來補償。
應變材料要選靈敏係數高、温度變化小的材料。
壓力傳感器故障檢測
檢查施工現場出現的故障，絕大多數是由於壓力傳感器使用和安裝方法不當引起的，歸納起來有幾個方面。
1、一次元件(孔板、遠傳測量接頭等)堵塞或安裝形式不對，取壓點不合理。
4、沒有嚴格按照技術要求安裝，安裝方式和現場環境不符合技術要求。
壓力傳感器注意事項
首先，要避免變送器跟具有腐蝕性和温度過高的介質接觸以避免損壞它;導壓管安裝的位置最好是在温度波動較小的場合;在測量一些介質具有很高的温度的時候，必須要接上冷凝器，這是因為要避免變送器在工作的時候温度超過一定的限度;要保持好導管裏的暢通無阻;在寒冷的冬天使用時，如果變送器安裝在室外的話，還得注意採取好防凍的措施，這是為了不讓引壓口裏的液體因為結冰的緣故導致它的體積膨脹起來，這樣容易損害傳感器;使用者在接線的時候，要把電纜穿過防水的接頭又或者是繞性管然後將密封螺帽給擰緊，這是可以防止液體這些東西經過電纜滲漏到變送器的殼體裏面。來説一下在測量液體壓力和氣體壓力時的注意事項，大家要區分清楚。在測量液體壓力的時候，取壓口必須要開在流程管道的側面的地方，這是為了防止有渣滓沉澱的緣故，還有這個時候安裝變送器的地方應該防止有其他液體的衝擊，避免傳感器因為受到的壓力過大而損壞。而在測量氣體壓力的時候，這個取壓口就必須開在流程管道的頂端位置，注意這是跟測量液體壓力的時候的差異，然後變送器必須要安裝在流程管道的上部，這是方便已經積累的液體可以容易地注入到流程管道中去。
在日常生活中使用和購買壓力傳感器都需要都它有一定的瞭解，特別在使用的時候，如果沒有了解好注意事項的話，很容易導致機器發生故障或者損壞傳感器現象的發生，又或者是導致測量精確度下降甚至數據有誤。
[2]
壓力傳感器選用使用方法
壓力傳感器是工業實踐中最為常用的一種傳感器。一般普通壓力傳感器的輸出為模擬信號，模擬信號是指信息參數在給定範圍內表現為連續的信號。或在一段連續的時間間隔內，其代表信息的特徵量可以在任意瞬間呈現為任意數值的信號。而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應制造而成的，這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。
通常在選用的時候，需要具備以下幾點常識：
1、品牌誤區：很多時候大家都認為國產的產品是不好用，甚至是不能用。
2、精度誤區：大家在選擇產品的時候，總以為精度是最重要的；其實從某個角度來説：穩定性比產品的精度更重要，精度選擇應該是建立在高穩定性的基礎上的。
3、追求廉價：物美價廉這是每個人希望看到的；但事實上，高品質的產品就決定了它的價格會相對的高一些。
4、選擇合適的量程、合適的精度、合適安裝方式、合適的輸出方式。
在使用的時候也要對以下常識進行了解：
1、檢查安裝孔的尺寸、保持安裝孔的清潔；
2、正確安裝、選擇恰當的位置；
3、仔細清潔、保持乾燥；
4、避免高低温干擾、高低頻干擾、靜電干擾；
5、防止壓力過載；
壓力傳感器在我國的工業實踐中廣泛應用於各種工業自控環境，涉及眾多行業，因此對其進行一個全面的瞭解是非常有必要的。
- 參考資料
-
- 1. 【蘋果描繪的未來】壓力傳感器拓展手勢操作的可能性 ．人民網[引用日期2014-07-06]
- 2. 壓力傳感器簡介及使用的注意事項 ．傳感器應用網 [引用日期2015-12-25]
