压力传感器

压力传感器及其应用

09电气1班 0945533102 唐亚男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。

一、定义

压力传感器：能感受压力并转换成可用输出信号的传感器

压力传感器是一种把非电量改变成电消息的器件，而检测仪表在模拟电子技能前提下，一般是包含压力传感器、检测点取样设备及放大器（进行抗干扰处理及消息传输），诚然还有电源及现场展示部分（可选择），电消息一般为持续量、离散量两种，实际上还可分成模拟量、开关量、脉冲量等，模拟消息传输采用同一消息（4-20mADC等）。数据化过程中，检测仪表改变比较大，经过几个阶段，近来多采用ASIC专用集成电路，并且把传感器和微处理器及网络接口封装在一个器件中，完成消息获取、处理、传输、存贮等功能。在主动化仪表中常常把检测仪表称为变送器，如问题变送器等。

二、压力传感器的优点

压力传感器的测量范围比电感式传感器大一倍，它不仅能检测金属目标，而且还能检测电介质，如纸、玻璃、木材和塑料等，甚至可以通过墙壁或纸壳进行检测。由于人体在低频下相当于电导体，因此也出现了用于人的颤抖测量和防盗报警。

1、测量范围光精度高

测力传感器可测0.01--1000000N的力，精度可达到0.05%FS以上;压力传感器可测0.1-1000000的压力，精度可达到0.1%FS。

2、性能稳定可靠，使用寿命长

如称重式机械杠杆称，由于杠杆、刀口等部分互相摩擦产生损耗和变形，欲长期保持其精度是相当困难的，采用电阻应变式称重传感器制成的电子泵、汽车衡、轨道衡等，能在恶劣的环境条件下长期稳定工作。

3、频率响应特性极好

压力传感器一般电阻应变计响应时间为0.01MS，半导体应变计可达到0.001MS如能在弹性原件上采取措施则由他们构成的应变式传感器可测几十千赫甚至上百千赫的动态过程。

正是因为具备以上优点，压力传感器得到了各个领域充分的应用。

压力传感器用于各行各业，加之近来几年家用电器、汽车、消息产业3方面的飞速成长，对压力传感器需求大增，所以传感器制造业成长很快，形成自力的产业，这就拉动了工业设备，格外是半导体设备制造业的成长，所以人们有需求格外关注传感器产业。压力传感器产品品种繁多，基于的科学道理多，技能密集，具有多样性、边沿性、综合性和本领性，需求多学科、多种高新技能压力校验仪是为校验各种压力（差压）变送器﹑﹑压力开关﹑一般及精密压力表而设计的一

款压力校检标准仪器，在测量压力的同时，也可测量电流或电压。仪器所测压力与设定的压力百分数及测量电流同屏显示，电流及电流百分数可通过显示菜单选择。除测量压力外，仪器还提供一路高精度24V直流电源。广泛应用于电力、冶金、石化、医药、水利、航空、计量、气象、环保、自动化等部门和科研单位。

三、汽车行业与压力传感器

在压力传感器实用化方面，最早使用的是汽车压力传感器。能够用于压力检测的方法很多，如电阻应变片、电容式传感器、电感式传感器、压电传感器等等。目前汽车所使用的压力传感器主要有以下几种：歧管负压传感器(用于汽车电子点火提前角控制和燃料喷射系统)；狄塞尔内燃机油压传感器；变速箱油压传感器；制动器油压传感器；减震器油压传感器；轮胎内压传感器等。

汽车压力传感器的特点

1.适应性强、耐恶劣环境

汽车可能行驶在地球上的任何区域，环境条件差别极大，既有南北极的极严寒地区，也有象赤道地区的酷热气候，因此，要求传感器具有极强的适应性，能在-40～80℃的条件下，勿须调整正常工作。汽车可能工作在极度恶劣的气候条件下，有时尘土弥漫，有时风雨交加，所以传感器应具有很好的密封性，耐潮湿、抗腐蚀能力强。

2.抗干扰能力强

传感器除了能够适应外界恶劣环境之外，也要能够抵抗来自发动机内部的各种干扰。传感器都安装在发动机舱中，除了能够承受发动机工作时的高温、高压、燃烧废气腐蚀之外，还要求有良好的抗震性能，抵抗发动机工作时的强烈震动，另外，发动机工作时会产生电磁波，因此要求传感器具有抗干扰能力。汽车电源(发电机、蓄电池等)电压可在6～16V变化，有时甚至迭加超过100V的正负高电压脉冲，故还应具有抗电涌能力等。

3.稳定性和可靠性高

汽车的各种零部件一般要求能运行10×104km以上，并且勿须更换和调整仍能满足规定的技术指标。因此，传感器必须具有高稳定性和高可靠性。

4.价格低廉，适应大批量生产

这要求传感器的一致性好，不需要复杂调整，适合自动化生产。

由于汽车压力传感器在汽车系统中应用范围广，因此，它越来越受到有关方面的重视，同时，各种新型的压力传感器不断出现。例如，国外使用的高速档转换指示器是通过发光二极管显示高速档转换的最佳时间，它是利用燃油总管压力传感器和发动机转速传感器来实现的。

近年来，随着微机在汽车系统使用的普及，各种高性能的新型压力传感器开始大量用于汽车中。发展较快的是压阻式半导体压力传感器和谐振式水晶压力传感器。

半导体压力传感器的优点是可以利用集成电路工艺大量生产，使半导体压力传感器集成化，这样就可以大幅度降低压力传感器的成本。

此外，汽车半导体压力传感器的另一个特点就是可以实现传感器的智能化，

这种传感器能进行本机处理，并使微机和负载之间所需的接口最小，同时，由于具有零点、满度、温度补偿和自检功能，所以不仅提高了压力传感器的精度，同时也改善了传感器的可靠性。

谐振式水晶压力传感器主要作为汽车吸气负压传感器。其显著特点是可以在高温时仍稳定工作，随着将来薄膜介电体性能的提高，传感器的性能还会出现较大的飞跃。

此外，采用将有源压电和热释电薄膜与集成电路制作在一起的相容技术，还可以制作多功能的汽车传感器，而且还可以解决压电传感器难以集成化的难题。