压阻式传感器在航空工业中的应用
压力传感器应用场景
压力传感器应用场景
压力传感器在很多不同的应用场景中都能发挥重要作用。
以下是一些常见的压力传感器应用场景:
1. 工业自动化:压力传感器常用于监测和控制工业过程中的液体或气体的压力,例如监测管道中的液位或气体压力,以确保流程的稳定性和安全性。
2. 汽车工业:压力传感器通常用于测量和监测汽车发动机中的油压、水压、燃油压力以及制动系统中的气压等参数,以确保引擎和制动等系统的正常运行。
3. 医疗设备:压力传感器广泛用于各种医疗设备中,例如呼吸机、血压计、注射泵等。
它们可以监测患者体内的血压、心率以及气道内的气压等参数。
4. 消费电子产品:压力传感器也在消费电子产品中得到应用,例如智能手机中的指纹传感器,它通过感知用户手指的压力来进行解锁。
5. 空调与供暖系统:压力传感器可用于监测空调和供暖系统中的冷却剂的压力,并通过调节系统的工作来维持恒定的温度。
6. 飞机与航天器:压力传感器在飞机和航天器中起着关键作用,能够检测机舱内外的气压以及航空器的姿态,以确保飞行安全。
7. 环境监测:压力传感器用于监测环境中的大气压力和气压变
化,帮助气象学家预测天气变化和气候趋势。
总体来说,压力传感器在许多不同的行业和应用中都是一种非常重要的测量和监测设备。
工业中常用的传感器
传感器(英文名称:transducer/sensor)是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
特点:传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。
它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
传感器的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体慢慢变得活了起来。
通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。
传感器在工业中的应用:化学传感器在石化工业中的应用石油化工产业对国民经济有重要影响,整个石化工业领域包括:上游的轻油裂解炼油厂、中游的塑料中间原料厂和属于下游的塑料加工及塑料化工厂等。
在上述各类工厂的生产工艺过程中经常会不同程度的产生或排放一些污染性石油化工产业对国民经济有重要影响,整个石化工业领域包括:上游的轻油裂解炼油厂、中游的塑料中间原料厂和属于下游的塑料加工及塑料化工厂等。
在上述各类工厂的生产工艺过程中经常会不同程度的产生或排放一些污染性有害气体如:h2s、so2、nox、voc、co、ch4、nh3、cl2等,因此,除需使用各种化学传感器来检测这些有害排放物质之外,还将它们用于生产工艺过程的控制、工业安全保障、工艺卫生、环保与污染防止等多项用途。
尤其是在生产安全和环境保护方面越来越引起各方面的高度重视。
目前石化工厂对许多化学物质的检测,主要依靠使用各种化学传感器,在石化工厂中比较常见的化学传感器有:加氢裂解反应工艺过程检测h2泄漏或h2s排放的传感器,锅炉燃烧过程的sox和nox排放及内燃机等的燃烧过程控制的o2浓度的检测传感器,以及制造工艺所排放的voc 的监测等。
使用化学传感器可快速准确的检测待测物或排放物的种类与浓度,传感器对不论液相还是气相的化学物质或污染物质,在分析检测过程中都起着重要作用,并且随着化学传感器技术的进步与发展,传感检测法将逐渐取代常规的传统分析方法,并随着检测自动化技术的进步,传感器的应用必将更加普遍与广泛,使用量也会与日俱增。
压力传感器特性研究及其应用
压力传感器特性研究及其应用•相关推荐压力传感器特性研究及其应用压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。
按不同的测试压力类型,压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。
下面是小编整理的压力传感器特性研究及其应用,欢迎大家分享。
压力传感器压力传感器是一种能够感知压力信号,并根据一定的规律将压力信号转换成可用的输出电信号的装置。
在压力测量中,有表压、负压、绝对压力、真空度之分。
工业上使用的压力示值大多是表压,所以绝对压力是表压和大气压之和。
如果测得的压力低于大气压,则称为负压或真空度。
测量压力的传感器在工作原理上分为压阻式压力传感器、压电式压力传感器、电容式压力传感器、压磁式压力传感器、霍尔式压力计等。
压阻式压力传感器半导体应变片式传感器在实际应用中被称为压阻式压力传感器,压阻式压力传感器在早期利用半导体应变片粘贴在弹性体上制成。
工业上使用的压力指示大多是表压,所以绝对压力是表压和大气压之和。
如果测得的压力低于大气压,则称为负压或真空度。
压阻式压力传感器的主要特点是体积小、重量轻、易于集成、灵敏度和分辨率高,适合于微压力检测。
但由于它是由半导体硅材料制成的,所以对温度很敏感。
没有温度补偿,温度误差会很大。
压阻式压力传感器应用由于压阻式压力传感器具备一系列优点,在航天、航海、医疗设备、石油化工中都得到了广泛应用。
在如今的社会形势下,全球市场对呼吸机、制氧机、血压计等医疗设备的'需求呈爆炸式增长,其中压阻式压力传感器是呼吸机的关键部件。
在家用呼吸机、医用呼吸机和高精度血压计的应用中,压阻式压力传感器供不应求。
压阻式压力传感器产品压阻式压力传感器工艺复杂,制造工艺要求高。
下面列出了两种典型的压阻式压力传感器的技术参数,以便进行客观的比较和说明。
图来自工控论坛压力范围0~10kPa压力范围属于相对较小的压力测量范围。
在实际应用中,选择的范围应略大于所用范围。
工作温度一般工业应用与集成电路系统的要求在-40℃~80℃之间,两款产品达到了-40℃~125℃的工作温度范围,能够满足大多数应用。
压阻传感器原理及应用
压阻传感器原理及应用压阻传感器是一种使用压阻效应来测量压力或力的传感器。
它是一种电阻器,由一个有机聚合物或金属薄膜制成,通过加压或载荷作用产生的变形来改变电阻值。
压阻传感器的工作原理是基于压阻效应。
当外界施加压力或力于传感器上时,传感器的感应层会变形。
变形后,感应层中的导电材料间的电阻值将发生变化。
通常,传感器上有一对电极,当感应层变形时,导电材料之间的距离发生变化,从而改变了电阻值。
通过量化电阻值的变化,可以间接测量、监测压力或力的大小。
压阻传感器的应用非常广泛。
以下是几个常见的应用领域:1. 工业自动化:压阻传感器可以用于监测和控制各种机械设备中的压力和力,例如水压系统、气压系统、液压系统等。
通过实时监测压力或力的变化,可以确保设备正常运行,以及进行预警和维护。
2. 汽车工程:压阻传感器在汽车工程中的应用非常普遍。
例如,发动机控制系统中使用压阻传感器测量进气道压力,以确定发动机负荷和燃油喷射量。
此外,还可以用于测量刹车系统中的制动压力,以及轮胎的接地压力。
3. 医疗设备:压阻传感器被广泛应用于医疗设备中,用于监测和控制生理参数,如呼吸机、血压计、血糖仪等。
通过测量压力和力的变化,可以帮助医疗专业人员诊断和治疗病症。
4. 空调与暖通:压阻传感器可以用于监测和控制空调系统中的压力和流量。
例如,可以使用它来测量和控制空气处理单元中的空气压力,以及水冷却系统中的水流量。
5. 家用电器:压阻传感器也广泛应用于家用电器中,如洗衣机、洗碗机、冰箱等。
通过测量水源压力和水流量,可以实现智能化控制、水资源的节约和安全使用。
总之,压阻传感器是一种常见的传感器类型,通过压阻效应来测量压力或力。
它在工业自动化、汽车工程、医疗设备、空调与暖通以及家用电器等领域都有广泛的应用。
随着科技的发展和创新,压阻传感器的性能和精度将得到不断改进,使其在更多应用中发挥作用。
压力传感器的研究发展及应用前景
压力传感器的研究发展及应用前景压力传感器是一种用于测量物体的压力大小的传感器,它可以将物体的压力量转化为相应的电信号输出,常用于工业生产、生物医学、汽车等领域。
随着科技的发展,压力传感器的研究发展速度逐渐加快,在应用领域也越来越广泛。
一、压力传感器的研究发展历程压力传感器的研究历程可以追溯到19世纪,当时用于衡量蒸汽轮机的运转状态。
20世纪初,传感器技术得到了广泛应用,压力传感器也逐渐发展成为一种灵敏度高、精度高的传感器。
1950年代,压力传感器开始在航空航天领域得到广泛应用。
随着电子技术的发展,微型压力传感器越来越常见,使得传感器应用范围更加广泛化。
二、压力传感器的工作原理压力传感器的工作原理通常是通过将待测压力通过感应器进行转化进而得到输出信号。
常见的转换原理包括电阻测量原理、电容测量原理、压阻测量原理和毫微拉伸测量原理等。
三、压力传感器的应用领域(一)工业生产在工业生产领域,压力传感器应用极为广泛,被广泛应用于制造、航空、化工、水利、电力等领域。
例如,在造纸工业中,压力传感器用于测量纸浆的粘度;在石油化工领域中,用压力传感器来监测储罐内的压力等重要参数;在造船产业中,压力传感器被用于测试船舶的浮力和排水量。
(二)生物医学在生物医学领域,压力传感器常被用于药学和医学研究,如测量血压、呼吸、心脏跳动等生理指标。
如今,微电子技术的发展,使得微型压力传感器的使用更加广泛。
(三)汽车领域在汽车领域,压力传感器被广泛应用于汽车制动系统、排放系统、气囊系统等。
例如,在气囊系统中,压力传感器实时监测气囊内部压力,在发生碰撞时自动膨胀气囊以保护乘客安全;在 ABS 制动系统中,压力传感器监测制动系统中的油压,以调整制动力度。
四、压力传感器的未来发展方向(一)多重功能化。
随着智能制造、智能化城市与物联网的飞速发展,压力传感器的未来已经不仅仅局限于单一测量功能。
模拟信号转换、数据么采集、传输与处理将成为压力传感器未来的一个发展方向。
传感器在航空航天中的应用
石英微机械陀螺
石英微机械陀螺设计上采用双端音叉结构,压 电激励,压电拾取,具有敏感元件结构简单、 受温度等环境影响小、固有可靠性高的优势。
石英微机械陀螺
MMU/CNSS组合导航系统
组合导航系统由高性能固态MEMS陀螺和石英 挠性加速度计以及高动态性能、小型化的16通 道CNSS接收机组成。
高度传感器
在重力场中,大气压强随高度增加而减小,故 可通过测量大气压强间接地检测高度。利用这 种方法检测高度的传感器可称气压式高度传感 器,其工作原理如图:
空速传感器
飞行速度是飞机的一个重要参数。在飞行过程 中,空速传感器敏感的信息不断提供给驾驶员 和有关控制系统,这样才能合理地操纵和控制 飞行姿态、导航,以及照相、轰炸瞄准和武器 发射等。
(2)挠性加速传感器
位移式单敏感轴挠性加速度传感器
线加速度传感器
特点:结构和工艺简单,其精度和可靠性均达 到现代惯导系统的要求。
挠性加速度传感器是一种摆式加速度传感器, 其与液浮摆式加速度传感器的主要区别是摆组 件不是悬浮在液体中,而是弹性连接在挠性支 柱上。
振动加速度传感器
飞行器个部位产生的振动可用振动加速度 传感器检测,根据检测信号判断飞行器工作是 否正常。因此,各种飞行器,特别是飞行发动 机,都用振动加速度传感器监视振动状态,并 根据检测结果改进设计或排除故障。
载人航天测控传感器及系统
(1).逃逸救生判据用的加速度传感器 (2).运载火箭推进剂利用系统 (3).耗尽关机传感器系统
逃逸救生判据用的加速度传感器
逃逸救生判据用加速度传感器为适应挠性伺服 加速度传感器,采用力平衡原理,用于测量飞 行器或其它运动物体某一方向的线加速度,具 有精度高、长期稳定好等特点。
重力传感器的原理与应用
重力传感器的原理与应用随着现代科技的不断进步,越来越多的传感器被广泛应用于各个领域,其中重力传感器就是其中一个应用广泛的传感器。
本文将重点介绍重力传感器的原理与应用。
一、重力传感器的原理重力传感器是一种利用重力作用于质量的可测量物理量的测量装置。
它的原理基于牛顿第二运动定律,即F=ma,重力作用于物体的大小是物体的质量乘以重力加速度,也就是G=mg,其中m是物体的质量,g是重力加速度。
重力传感器常用的原理有压阻式、电容式、电磁式和悬臂式等。
其中,压阻式重力传感器是最常用的一种。
它的工作原理是将测量物体放在一个压阻式传感器的物理结构上,当力作用于传感器时产生的变形会导致传感器阻值变化,进而反映出测量物体的重量大小。
二、重力传感器的应用重力传感器的应用非常广泛,常见的应用场景有以下几个方面。
1. 电子秤:电子秤是常见的重力传感器的应用之一,利用重力传感器测量物体的重量大小,精度高、操作方便。
2. 自动化生产:在自动化生产中,重力传感器可以用来测量物体的重量、升降状态等,对于生产的合理控制具有非常重要的作用。
3. 航空航天:在航空航天领域,飞机和火箭等载具需要不断精准地调整姿态,而重力传感器正是一种通用的方法来确定载具的姿态,从而实现精准的姿态控制。
4. 体重秤:体重秤的原理就是利用重力传感器测量人体的重量大小,体重秤中的重力传感器通常是用来将机器调整到零位。
5. 智能手机:智能手机内置重力传感器,它被用来识别设备的当前方向和屏幕方向,从而可以使我们的手机更智能化。
三、重力传感器的发展趋势随着生产技术的不断进步,重力传感器的纳米化趋势也越来越明显。
目前,重力传感器的精度已经能够达到0.0001g,而未来不乏可以实现更高精度和更广泛应用的重力传感器。
四、小结总之,重力传感器是一种非常实用的传感器,广泛应用于电子秤、自动化生产、航空航天、体重秤、智能手机等领域。
其基本原理是利用物体质量与重力的关系,将其转化为可测量的电或机械信号。
压力传感器的工作原理及应用
压力传感器的工作原理及应用压力传感器是一种广泛应用于工业控制、医疗设备、汽车、航空航天等领域的传感器。
它可以将压力信号转换为电信号,并通过电子仪器进行测量、处理和控制。
本文将介绍压力传感器的工作原理以及它在不同领域的应用。
一、压力传感器的工作原理压力传感器的工作原理基于阿基米德原理和压阻效应。
阿基米德原理指出,一个浸入在流体中的物体所受到的浮力等于所排除的液体的重量。
而压阻效应是指当介质中存在形变体(如金属线、硅、聚合物等)时,介质在受到外力作用下会发生变形,从而引起电阻的改变。
压力传感器通常由金属薄膜、弹簧、膜盒和电路等组成。
当外部施加压力时,膜盒发生弯曲,并通过弹簧将压力传递给金属薄膜。
金属薄膜在受到压力作用下会发生微小的形变,从而改变电阻值。
电路会测量并转换这个电阻值,得到与压力成比例的电信号输出。
二、压力传感器在工业控制中的应用压力传感器在工业控制中具有广泛的应用,可以用于测量和控制各种介质的压力。
例如,在工业生产中,通过安装压力传感器来监测设备中的压力变化,可以实时了解设备的运行状态,并及时采取措施进行调整和维修。
此外,压力传感器还可以用于液位测量。
通过测量液体所产生的压力,可以准确地确定液体的高度。
这在化工、石油、制药等行业中具有重要意义,可以保证生产过程的安全和稳定性。
三、压力传感器在医疗设备中的应用医疗设备中也广泛使用压力传感器。
例如,作为心电图仪的一部分,压力传感器可以测量患者的血压变化,以监测患者的心脏健康状况。
在呼吸机上,压力传感器可以用于测量患者的呼吸压力,从而调整呼吸机的工作状态。
此外,压力传感器还可以用于监测手术中使用的工具的压力。
在微创手术中,医生可以通过触觉反馈来判断手术进展。
压力传感器可以在手术工具上安装,实时测量手术时施加的力量,从而提供触觉反馈,帮助医生进行操作。
四、压力传感器在汽车领域的应用在汽车领域,压力传感器有多种应用。
例如,它可以用于测量轮胎的胎压,实时提醒车主胎压是否正常,以确保行驶安全。
压力传感器的原理和应用
压力传感器的原理和应用压力传感器是一种用于检测和测量压力变化的装置,广泛应用于各个领域。
本文将介绍压力传感器的原理以及其在不同领域的应用。
一、压力传感器的原理压力传感器的基本原理是根据弹性元件的形变来测量外界压力的变化。
弹性元件可以是金属薄膜、金属绞线、气体或液体等,在外界压力的作用下发生形变,通过检测这种形变来测量压力的大小。
1. 金属薄膜压力传感器原理金属薄膜压力传感器是最常见的一种类型。
它由金属薄膜贴附在载体上构成。
当外界压力作用于金属薄膜时,金属薄膜发生形变,形变后的电阻值发生变化,利用电桥测量这种变化可以得出压力的数值。
2. 压阻式压力传感器原理压阻式压力传感器将电阻与弹性元件相结合。
当外界压力作用于弹性元件时,导致电阻值的变化,通过测量电阻值的变化来计算压力大小。
3. 容性式压力传感器原理容性式压力传感器利用弹性体的变形引起的电容量的变化来测量压力。
当外界压力作用于弹性体时,弹性体形变,使电容量发生变化,通过测量电容量的变化来判断压力的大小。
二、压力传感器的应用领域压力传感器在许多领域中都有广泛的应用,下面将介绍其中几个常见的应用领域。
1. 工业自动化领域在工业自动化领域,压力传感器用于监测和控制各种工艺中的气体或液体的压力变化。
例如,在制造业中,通过监测设备中的气压来确保生产过程的稳定性和安全性。
2. 汽车领域压力传感器在汽车领域中扮演着至关重要的角色。
它们用于监测发动机中的油压、冷却系统中的压力以及制动系统中的液压压力。
这些信息可以用来确保发动机的正常运行和提供安全的制动性能。
3. 医疗领域在医疗领域,压力传感器用于监测患者体内的生理参数,如血压、呼吸压力等。
它们还被应用于手术设备和人工呼吸机等医疗设备中,以监测和调节压力。
4. 环境监测领域压力传感器在环境监测领域中的应用越来越广泛。
它们被用于监测气候变化、水位高度、大气压力等参数。
这些数据对于环境保护和天气预测等方面具有重要意义。
MEMS传感器及其在航空领域的应用
跟踪轮胎 序列号,帮助监控轮胎寿命 。美海军
1 M E M S 传感 器
ME MS传感 器是 采用 微 电子和 微机械 加 工技术 制造出来的新型传感器 。与传统的传感 器相 比,它具有体积小、重量轻、成本低 、功 耗低 、可 靠性 高、适 于批量化生产、 易于集成
和 实现 智能化 的特点。同时,在微米量级 的特
征 尺寸 使得它 可 以完成某些传统机械传感器所 不能实现的功 能。
3 M E M S  ̄ J I 速度传感器
3 . 1压 阻 式加 速 度 计
2 M E M S 压力传感器
压力传感器在飞行器飞行、发动机测试 、 结构强度检测、风洞试验、飞行器试 飞以及 设 备的设计制造过程中应用十分普遍 。压力测试 的特点是被测压力种类多范 围广 、测试 点多、 I
用于绝对压力检测的封 闭真空腔 、集成 的遥测 接 口、闭环控制、对污染物不敏感 、在恶劣环 境 或高温 条件 下可使用 非硅 薄膜材料 ( 如 陶瓷 、
金 刚石 ) 。
U
3 . 2压 电 式加 速 度 计
压 电式加 速度 传 于惯性式传感器。压 电式加速度传感器 的原理 是利 用压 电陶 瓷或 石英 晶体 的压 电效
计 构成 的微 型惯性测量装置 ,其低成本 、低功 耗及体积 小、重量轻 的特点使其最先应用于 战 术导弹和无人机 。 早在 J S F研制 的初期 ,洛克希德 ・ 马丁 公
电极
司就着 手研究 ME MS技 术在 军用飞机 上应用 的可行性 ,同时考虑在现役 的 F 1 6战斗机 中采
mems压阻式压力传感器的应用实例
mems压阻式压力传感器的应用实例压阻式压力传感器是一种常用的压力测量设备,它利用受压导电材料的电阻值随受压程度的变化而发生变化的原理进行压力传感。
下面将介绍几个压阻式压力传感器的应用实例。
1.汽车行业压阻式压力传感器在汽车行业得到广泛应用。
例如,在汽车的发动机控制系统中,压阻式压力传感器可以用于测量燃料压力、废气压力等参数,以便发动机控制单元能够准确控制燃料喷射和排放系统。
此外,压阻式压力传感器还可用于测量轮胎压力,实现胎压监测功能,并提醒驾驶员及时进行充气。
2.工业自动化压阻式压力传感器在工业自动化领域也有广泛应用。
例如,在液压系统中,压阻式压力传感器可以测量液体的压力,为系统提供实时的压力信息,以确保系统的稳定运行。
此外,在气压系统中,压阻式压力传感器可以实现对气体流量、压力的精确测量,并为系统的控制提供必要的数据支持。
3.医疗设备压阻式压力传感器在医疗设备中的应用也非常广泛。
例如,在呼吸机和血压监测设备中,压阻式压力传感器可以测量呼吸气流和血压的变化,以帮助医生对患者的呼吸和心血管状况进行监测和诊断。
此外,压阻式压力传感器还可用于测量人体接触物体的力度,如人体姿势检测、床垫压力监测等。
4.石油与天然气工业压阻式压力传感器在石油与天然气工业中的应用非常重要。
例如,在油井探测设备中,压阻式压力传感器可测量井口的压力,为石油开发提供必要的数据支持。
此外,在管道运输系统中,压阻式压力传感器可用于测量管道的压力和流量,以确保管道的安全运行。
5.空调与制冷设备压阻式压力传感器在空调与制冷设备中也有广泛应用。
例如,在冷冻空调系统中,压阻式压力传感器可以测量制冷剂的压力和温度,以保证系统的高效运行。
此外,在家用空调中,压阻式压力传感器还可用于测量空气流量和空气质量,提供舒适的室内环境。
综上所述,压阻式压力传感器在各个领域的应用非常广泛。
通过测量压力变化,它可以帮助实现对各种参数的准确测量和控制,为相关行业的设备和系统提供数据支持,提高生产效率和产品质量。
加速度传感器及压电式传感器应用
加速度传感器及压电式传感器应用摘要:加速度传感器是一种惯性传感器,它能感受加速度并转换成可用输出信号,被广泛用于航空航天、武器系统、汽车、消费电子等。
通过加速度的测量,本文简单介绍了加速度传感器的种类、原理及相关应用并着重介绍了压电式加速度传感器。
关键词:加速度,传感器,应用一加速度传感器概况加速度检测是基于测试仪器检测质量敏感加速度产生惯性力的测量,是一种全自主的惯性测量,加速度检测广泛应用于航天、航空和航海的惯性导航系统及运载武器的制导系统中,在振动试验、地震监测、爆破工程、地基测量、地矿勘测等领域也有广泛的应用。
测量加速度,目前主要是通过加速度传感器(俗称加速度计),并配以适当的检测电路进行的,在(1~64)Hz的设备频率下典型的加速度测量范围为(0.1~10)g。
加速度传感器的种类繁多,依据对加速度计内检测质量所产生的惯性力的检测方式来分,加速度计可分为压电式、压阻式、应变式、电容式、振梁式、磁电感应式、隧道电流式、热电式等;按检测质量的支承方式来分,则可分为悬臂梁式、摆式、折叠梁式、简支承梁式等。
多数加速度传感器是根据压电效应的原理来工作的,当输入加速度时,加速度通过质量块形成的惯性力加在压电材料上,压电材料产生的变形和由此产生的电荷与加速度成正比,输出电量经放大后就可检测出加速度大小。
下表为部分加速度计的检测方法及其主要性能特点。
(~(~(~(~(~~((~部分加速度计的检测方法及其主要性能特点从测量维数上来看,单维的加速度传感器技术比较成熟,绝大多数加速度传感器为一维型(单轴),而微惯性系统以及其他~些应用场合常常需要双轴或者三轴的加速度传感器来检测加速度矢量,目前市场上有越来越多的产品应用了双轴以及三轴加速度传感器。
如美国美新半导体有限公司(MEMSIC)开发出了用于车身控制的双轴加速度传感器,该产品的特点是没有机械可动部分,而且产品供货后的故障发生率一直控制在一位数多的ppm值。
利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器单晶硅材料
利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。
单晶硅材料在受到力的作用后,电阻率发生变化,通过测量电路就可得到正比于力变化的电信号输出。
压阻式传感器用于压力、拉力、压力差和可以转变为力的变化的其他物理量(如液位、加速度、重量、应变、流量、真空度)的测量和控制(见加速度计)。
压阻效应当力作用于硅晶体时,晶体的晶格产生变形,使载流子从一个能谷向另一个能谷散射,引起载流子的迁移率发生变化,扰动了载流子纵向和横向的平均量,从而使硅的电阻率发生变化。
这种变化随晶体的取向不同而异,因此硅的压阻效应与晶体的取向有关。
硅的压阻效应不同于金属应变计(见电阻应变计),前者电阻随压力的变化主要取决于电阻率的变化,后者电阻的变化则主要取决于几何尺寸的变化(应变),而且前者的灵敏度比后者大50~100倍。
压阻式压力传感器的结构这种传感器采用集成工艺将电阻条集成在单晶硅膜片上,制成硅压阻芯片,并将此芯片的周边固定封装于外壳之内,引出电极引线。
压阻式压力传感器又称为固态压力传感器,它不同于粘贴式应变计需通过弹性敏感元件间接感受外力,而是直接通过硅膜片感受被测压力的。
硅膜片的一面是与被测压力连通的高压腔,另一面是与大气连通的低压腔。
硅膜片一般设计成周边固支的圆形,直径与厚度比约为20~60。
在圆形硅膜片(N型)定域扩散4条P杂质电阻条,并接成全桥,其中两条位于压应力区,另两条处于拉应力区,相对于膜片中心对称。
硅柱形敏感元件也是在硅柱面某一晶面的一定方向上扩散制作电阻条,两条受拉应力的电阻条与另两条受压应力的电阻条构成全桥。
发展状况1954年C.S.史密斯详细研究了硅的压阻效应,从此开始用硅制造压力传感器。
早期的硅压力传感器是半导体应变计式的。
后来在N型硅片上定域扩散P型杂质形成电阻条,并接成电桥,制成芯片。
此芯片仍需粘贴在弹性元件上才能敏感压力的变化。
采用这种芯片作为敏感元件的传感器称为扩散型压力传感器。
这两种传感器都同样采用粘片结构,因而存在滞后和蠕变大、固有频率低、不适于动态测量以及难于小型化和集成化、精度不高等缺点。
压阻式传感器
压阻式传感器
一、 压阻式传感器的工作原理
由前述可知,压阻效应的数学描述可用公式表示如下:
R R
(1-25)
式中,π是压阻系数,是表征固态材料压阻效应的特性参数。不同
材料的压阻系数不同,而且各向异性的同一材料在不同方向其压阻系数
也各不相同,所以有
R R
r r
tt
(1-26)
式中,σr、σt分别为纵向应力和横向应力(切向应力);πr为纵向
压阻式传感器
图1-16所示为一种用于测量脑压的传感器的结构图。压阻式传 感器还有效地应用于爆炸压力和冲击波的测量、真空测量、监测和 控制汽车发动机的性能及诸如测量枪炮膛内压力、发射冲击波等兵 器方面的测量。
图1-16 脑压传感器结构图
压阻式传感器
1. 扩散型压阻式压力传感器
扩散型压阻式压力传感器属于半导体应变片传感器,它是直 接在硅弹性元件上扩散出敏感栅,而不是用黏结剂将敏感栅粘贴 在弹性元件上。
压阻式传感器
由于闭环压阻式加速度 传感器采用力平衡工作方式 弹性硅梁没有过大的挠度, 因而有利于提高动态频响特 性和改善线性。它还具有自 检功能。闭环压阻式加速度 传感器的特点是精度高,动 态范围大,结构复杂,质量 和尺寸都相对较大,成本也 较高。
图1-18 闭环压阻式加速度传感器结构原理图 1—硅梁组件; 2—力矩器线圈; 3—壳体; 4—下磁路组件; 5—插头座; 6—压阻电桥; 7—力矩器磁钢
图1-17(a)所示为扩散型压阻式压力传感器的结构简图, 其核心部分是一块圆形硅膜片,在膜片上,利用扩散工艺设置四 个阻值相等的电阻,用导线将其构成平衡电桥。膜片的四周用圆 环(硅环)固定,如图1-17(b)所示。膜片的两边有两个压力 腔,一个是与被测系统相连接的高压腔,另一个是低压腔,一般 与大气相通。
压力传感器型号大全
压力传感器型号大全压力传感器是一种能够感知压力并将其转化为电信号输出的传感器,广泛应用于工业自动化、汽车电子、医疗器械、航空航天等领域。
不同型号的压力传感器具有不同的特点和适用范围,下面将为大家介绍一些常见的压力传感器型号。
1. 压力传感器型号A。
压力传感器型号A采用先进的压阻式传感技术,具有高精度、高稳定性和抗干扰能力强的特点。
该型号传感器适用于工业自动化领域,可广泛应用于液体、气体等介质的压力测量。
2. 压力传感器型号B。
型号B的压力传感器采用压电式传感技术,具有快速响应、高灵敏度和良好的温度补偿特性。
该型号传感器适用于汽车电子领域,可用于发动机油压监测、制动系统压力监测等方面。
3. 压力传感器型号C。
型号C的压力传感器采用毫米波雷达技术,具有非接触式测量、高精度和长寿命的特点。
该型号传感器适用于医疗器械领域,可用于血压监测、呼吸机压力监测等方面。
4. 压力传感器型号D。
型号D的压力传感器采用光纤光栅传感技术,具有抗电磁干扰、抗腐蚀和高温高压工作能力强的特点。
该型号传感器适用于航空航天领域,可用于飞机气压监测、航天器推进系统压力监测等方面。
5. 压力传感器型号E。
型号E的压力传感器采用表面等离子共振技术,具有微型化、低功耗和多参数测量能力强的特点。
该型号传感器适用于智能穿戴设备领域,可用于智能手环、智能手表等产品中的压力监测和运动状态监测。
以上是一些常见的压力传感器型号,每种型号的传感器都有其特定的适用领域和特点。
在选择压力传感器时,需根据实际应用需求和环境条件进行合理选择,以确保传感器能够发挥最佳的性能和稳定性。
希望以上内容能够对大家在压力传感器选择和应用方面提供一定的参考和帮助。
压力传感器的原理和应用
压力传感器的原理和应用压力传感器是一种能够测量物体表面受到的压力大小的传感器。
它通过将外部施加的压力转变成电信号,以实现对压力的测量和监测。
压力传感器广泛应用于工业控制、汽车制造、医疗设备等领域。
本文将详细介绍压力传感器的工作原理以及具体的应用。
一、压力传感器的工作原理压力传感器的工作原理基于压阻效应或压电效应。
下面将分别介绍这两种原理。
1. 压阻效应原理压阻传感器使用的是压阻效应原理,即当压力施加在敏感膜上时,导电薄膜的电阻发生变化。
具体而言,压力作用在敏感膜上后,敏感膜发生微小的变形,进而导致电阻的变化。
这个变化可以通过测量电阻来确定受力大小。
2. 压电效应原理压电传感器使用的是压电效应原理,即当物体受到压力时,内部的压电元件会发生形变。
这个形变会引起压电材料内部产生电荷,进而产生电势差。
通过测量这个电势差的变化,即可确定施加在物体上的压力大小。
二、压力传感器的应用1. 工业控制领域在工业控制领域,压力传感器被广泛应用于液压控制系统、气动控制系统以及流体控制系统中。
它们可以测量和监测液体和气体在管道中的压力变化,并通过反馈控制系统,实现对压力的调节和控制。
这种应用广泛存在于工厂自动化、制造工艺控制等领域。
2. 汽车制造领域在汽车制造领域,压力传感器被用于测量发动机中的油压、冷却系统中的冷却液压力以及制动系统中的制动液压力。
这些信息可以帮助汽车制造商监测和控制汽车发动机和制动系统的性能,提高汽车的安全性和可靠性。
3. 医疗设备领域在医疗设备领域,压力传感器被应用于血压监测、呼吸机和麻醉机等医疗设备中。
通过测量压力信号,医生可以准确获取患者的生理信息,帮助判断患者的健康状况。
此外,压力传感器还可以用于体外诊断设备,如血氧仪和床垫压力传感器等。
4. 其他领域除了上述领域,压力传感器还被应用于航空航天、石油化工、环境监测等领域。
在航空航天领域,压力传感器可用于测量飞机外壳的气压变化以及推进器的推力。
高度传感器 原理
高度传感器原理高度传感器是一种用于测量物体高度的装置。
它可以通过测量物体与参考点之间的距离来确定物体的高度。
高度传感器广泛应用于工业自动化、气象观测、航空航天、建筑工程等领域。
高度传感器的原理有很多种,常见的有压阻式、超声波式、光电式和激光式等。
以下将详细介绍这几种原理的高度传感器工作原理。
1. 压阻式高度传感器:压阻式高度传感器通过测量物体所受压力来确定物体的高度。
这种传感器通常由一个弹簧和一块感应膜片组成。
当物体施加在膜片上时,感应膜片将变形,从而改变弹簧的形状,进而改变电阻值。
通过测量电阻值的变化,可以确定物体的高度。
2. 超声波式高度传感器:超声波式高度传感器通过发射和接收超声波来确定物体的高度。
传感器发射超声波,当超声波遇到物体时,会被反射回传感器。
通过测量超声波的发射与接收之间的时间差,可以计算出物体与传感器之间的距离,进而确定物体的高度。
3. 光电式高度传感器:光电式高度传感器通过发射光束并测量光束的反射来确定物体的高度。
传感器发射光束照射在物体上,当光束被物体反射时,被感应器接收到。
通过测量光束发射与接收之间的时间差,可以计算出物体与传感器之间的距离,进而确定物体的高度。
4. 激光式高度传感器:激光式高度传感器通过发射激光光束并测量光束的反射来确定物体的高度。
与光电式传感器类似,传感器发射激光光束照射在物体上,当光束被物体反射时,被感应器接收到。
通过测量光束发射与接收之间的时间差,可以计算出物体与传感器之间的距离,进而确定物体的高度。
激光式高度传感器具有更高的精度和稳定性。
高度传感器的选择应根据具体应用的需求来确定。
压阻式传感器具有较低的造价和较简单的结构,适用于一些不要求高精度的应用。
超声波式传感器具有较高的测量范围,适用于大范围的高度测量。
光电式和激光式传感器具有较高的测量精度和稳定性,适用于对高度测量精度要求较高的应用。
总之,高度传感器是一种用于测量物体高度的装置。
根据不同的原理,高度传感器可以使用压阻式、超声波式、光电式和激光式等方法来确定物体的高度。
压力传感器的优化设计及其应用
压力传感器的优化设计及其应用压力传感器是一种能够检测压力变化并将其转换为电信号输出的设备,常见于各个领域,例如航空航天、工业生产、医疗设备、及智能家居等。
在不同领域下要求的压力传感器的精度和灵敏度也不一样,因此对于传感器的优化设计至关重要,本文将从以下几个方面来探讨:一、压力传感器的种类及特点压力传感器一般分为压阻式、电容式和电子式三大类。
其中压阻式压力传感器其测量原理是通过压力传感器内部电阻的变化来确定被测量压力的大小,而电容式压力传感器的测量原理则是根据被测压力的程度影响传感器内部的电容值,并输出对应的电信号。
而电子式压力传感器则是通过微机芯片和压电传感器组成的信号处理电路来实现对压力变化的检测和输出。
二、压力传感器的优化设计在传感器的优化设计中,对于传感器应该符合的物理量和性能指标有很高的要求。
举个例子,对于机械压力传感器应该满足反应时间短、测量范围广、稳定性高,而对于电子式压力传感器则应该精度高、电流小、体积小。
1.机械结构的设计机械结构设计是指采用合适的材料和工艺制作压力传感器,保证其结构的稳定性和制作工艺的可靠性。
对于机械式压力传感器, 设计上应该减小质量和成本同时增加其传感器的工作频率和灵敏度以提高其自然频率,同时适当减小其惯性,这样就可以达到提高其响应速度的目的。
在实际应用中还应考虑电路板和传感器的稳定性,增加防水、防干扰等功能。
2.指标要求的转化在压力传感器的优化设计中,需要将实际应用中要求的指标转化为设计指标,进行由着手制定需求明确,分析被测量对象,设置合适的标准及相应的测试方法,从而确保传感器的性能和可靠性。
3.信号调理的设计信号调理是指从传感器的检测输出信号中提取出有用的信息并对其进行处理,从而得到符合我们要求的信号。
对于传感器检测到的电信号弱,需要对其进行放大和抗干扰处理。
同时对于电路板设计上应考虑稳定性,防干扰等问题。
三、压力传感器的应用压力传感器在各个领域有着广泛的应用,以下几个领域各举一个例子:1.航空航天领域压力传感器在航空航天中有着广泛的应用,例如在发动机中的燃油喷射、燃烧稳定性、飞机气动力学性能、及空气动力学试验等方面都需要利用压力传感器来进行监控和测量。
加速度传感器在航空领域的应用
Endevco (恩德福克)加速度传感器在航空领域的应用60多年来,Endevco 一直作为世界领先的飞行测试、惯性测量以及压力分布测量的产品提供者。
这包括低频低g 值机翼振动测量、发动机宽频动态温度、压力以及静态/动态振动测量,Endevco 可提供全套适用于极端环境关键指标测量的加速度传感器、声传感器、机载放大器以及压力传感器。
我们的产品广泛应用与飞行器、水面舰艇、潜艇的驻留测试、航行测试以及机载/舰载振动测试。
我们一直在新型多功能战机发动机项目的研发、认证直至量产过程中发挥重要作用。
Endevco 还能提供高强度声传感器,可在导弹/火箭发射过程进行发动机压力研究的同事,测量其声学特征。
而且Endevco 还同时提供的引线装置,使越来越多的国防公司依赖于Endevco 的产品推进其导弹项目。
如果涉及关键性参数测量,如航天飞机机翼变形等,Endevco 不但可以提供相应的产品,而且还能为整套测试系统提供丰富的工程技术支持。
Model7290系列加速度传感器采用了独特的变电容微传感器技术。
该加速度传感器专用于航天和汽车领域的低频低g 值测试。
传感器内部带一个信号调理器,使它能在9.5V 到18V之间正常工作,并提供一个高频、低频阻抗的输出。
Model25A 是一款极小的,粘接式安装的专用于微型结构件上的振动测试的集成电路式压电加速度传感器。
它包含一个两线制的内部混合信号调理器,通过相同电缆提供4mA 的恒流源吉利来传送低阻抗电压输出。
重量轻,仅0.2克,能有效消除质量加载对输出信号的影响。
单端信号输出。
Model8510B 是一款微型、坚固、高灵敏度的压阻式压力传感器。
10-32螺纹安装,正面直径0.15英寸(0.38mm ),量程为1~2000psi 。
高灵敏度与高谐振频率的结合使其成为测量动态压力的理想选择。
为了使其具有最高灵敏度和宽频响,Endevco 压力传感器设计的独到之处是将全桥应变桥路内嵌到了一个独特的刻蚀硅膜片中。
压阻式压力传感器应用
压阻式压力传感器应用:压阻式传感器广泛地应用航天、航空、航海、石油化工、动力机械、生物医学工程、气象、地质、地震测量等各个领域。
在航天和航空工业中压力是一个关键参数,对静态和动态压力,局部压力和整个压力场的测量都要求很高的精度。
压阻式传感器是用于这方面的较理想的传感器。
例如,用于测量直升飞机机翼的气流压力分布,测试发动机进气口的动态畸变、叶栅的脉动压力和机翼的抖动等。
在飞机喷气发动机中心压力的测量中,使用专门设计的硅压力传感器,其工作温度达500℃以上。
在波音客机的大气数据测量系统中采用了精度高达0.05%的配套硅压力传感器。
在尺寸缩小的风洞模型试验中,压阻式传感器能密集安装在风洞进口处和发动机进气管道模型中。
单个传感器直径仅2.36毫米,固有频率高达300千赫,非线性和滞后均为全量程的±0.22%。
在生物医学方面,压阻式传感器也是理想的检测工具。
已制成扩散硅膜薄到10微米,外径仅0.5毫米的注射针型压阻式压力传感器和能测量心血管、颅内、尿道、子宫和眼球内压力的传感器。
压阻式传感器还有效地应用于爆炸压力和冲击波的测量、真空测量、监测和控制汽车发动机的性能以及诸如测量枪炮膛内压力、发射冲击波等兵器方面的测量。
此外,在油井压力测量、随钻测向和测位地下密封电缆故障点的检测以及流量和液位测量等方面都广泛应用压阻式传感器。
随着微电子技术和计算机的进一步发展,压阻式传感器的应用还将迅速发展。
硅压阻式压力传感器硅压阻式压力传感器是利用单晶硅的压阻效应制成的。
在硅膜片特定方向上扩散4个等值的半导体电阻,并连接成惠斯通电桥,如图3.1所示,作为力——电变换器的敏感元件。
当膜片受到外界压力作用,电桥失去平衡时,若对电桥加激励电源(恒流和恒压),便可得到与被测压力成正比的输出电压,从而达到测量压力的目的。
硅压阻式压力传感器都由3个基本部分组成(图3.2):①基体,直接承受被测应力;②波纹膜片,将被测应力传递到芯片;③芯片,检测被测应力。
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压力传感器
压阻式传感器广泛地应用于航天、航空、航海、石油化工、动力机械、生物医学工程、气象、地质、地震测量等各个领域。
在航天和航空工业中压力是一个关键参数,对静态和动态压力,局部压力和整个压力场的测量都要求很高的精度。
压阻式传感器是用于这方面的较理想的传感器。
例如,用于测量直升飞机机翼的气流压力分布,测试发动机进气口的动态畸变、叶栅的脉动压力和机翼的抖动等。
在飞机喷气发动机中心压力的测量中,使用专门设计的硅压力传感器,其工作温度达500℃以上。
在波音客机的大气数据测量系统中采用了精度高达0.05%的配套硅压力传
感器。
在尺寸缩小的风洞模型试验中,压阻式传感器能密集安装在风洞进口处和发动机进气管道模型中。
单个传感器直径仅2.36毫米,固有频率高达300千赫,非线性和滞后均为全量程的±0.22%。
在生物医学方面,压阻式传感器也是理想的检测工具。
已制成扩散硅膜薄到10微米,外径仅0.5毫米的注射针型压阻式压力传感器和能测量心血管、颅内、尿道、子宫和眼球内压力的传感器。
压阻式传感器还有效地应用于爆炸压力和冲击波的测量、真空测量、监测和控制汽车发动机的性能以及诸如测量枪炮膛内压力、发射冲击波等兵器方面的测量。
此外,在油井压力测量、随钻测向和测位地下密封电缆故障点的检测以及流量和液位测量等方面都广泛应用压阻式传感器。
随着微电子技术和计算机的进一步发展,压阻式传感器的应用还将迅速发展。
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