压力传感器 ppt课件
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压力传感器一般由弹性敏感元件和位移敏 感元件（或应变计）组成。
MCU
15
弹性、位移敏感元件
弹性敏感元件的作用是使被测压力作用于 某个面积上并转换为位移或应变，然后由 位移敏感元件或应变计转换为与压力成一 定关系的电信号。有时把这两种元件的功 能集于一体，如压阻式传感器中的固态压 力传感器。
MCU
16
MCU
13
传感器
传感器是一种检测装置，能感受到被测量 的信息，并能将检测感受到的信息，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。它是实现 自动检测和自动控制的首要环节。
MCU
14
压力传感器
将压力转换为电信号输出的传感器叫做压 力传感器。通常把压力测量仪表中的电测 式仪表称为压力传感器。
• 在组合式应变压力传感器中，弹性敏感 元件可分为感受元件和弹性应变元件。
• 感受元件把压力转换为力传递到弹性应 变元件应变最敏感的部位，而应变片则贴 在弹性应变元件的最大应变处。
• 应变式压力传感器主要用来测量流动介 质动态或静态压力，例如动力管道设备的 进出口气体或液体的压力、内燃机管道压 力等等。
2、精度误区：从某个角度来说：稳定性比产 品的精度更重要，精度选择应该是建立在 高稳定性的基础上的。
3、追求廉价：事实上，高品质的产品就决定 了它的价格会相对的高一些。
4、选择合适的量程、合适的精度、合适安装 方式、合适的输出方式。
MCU
19
压力传感器的使用
• 1、检查安装孔的尺寸、保持安装孔的清洁 ；
MCU
21
应变式压力传感器分类
• 1.应变管式 • 2.膜片式 • 3.应变梁式 • 4.组合式
MCU
22
应变管式
又称应变筒式。它的弹性敏感元件为一端封 闭的薄壁圆筒，其另一端带有法兰与被测系 统连接。在筒壁上贴有2片或4片应变片，其 中一半贴在实心部分作为温度补偿片,另一半 作为测量应变片。当没有压力时 4片应变片组 成平衡的全桥式电路;当压力作用于内腔时,圆 筒变形成“腰鼓形”,使电桥失去平衡,输出与 压力成一定关系的电压。这种传感器还可以 利用活塞将被测压力转换为力传递到应变筒 上或通过垂链形状的膜片传递被测压力。
MCU
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应变梁式压力传感器
测量较小压力时，可采用固定梁或等强度 梁的结构。一种方法是用膜片把压力转换 为力再通过传力杆传递给应变梁。图3中两 端固定梁的最大应变处在梁的两端和中点 ，应变片就贴在这些地方。这种结构还有 其他形式，例如可采用悬梁与膜片或波纹 管构成。
MCU
26
组合式压力传感器特点及应用
• 2、正确安装、选择恰当的位置； • 3、仔细清洁、保持干燥； • 4、避免高低温干扰、高低频干扰、静电干
扰； • 5、防止压力过载
MCU
20
应变式压力传感器
应变式压力传感器是 压力传感器中应用比 较多的一种传感器， 它一般用于测量较大 的压力，广泛应用于 测量管道内部压力、 内燃机燃气的压力、 压差和喷射压力、发 动机和导弹试验中的 脉动压力，以及各种 领域中的流体压力等 。
MCU
3
1.2压力的定义
压力是垂直而均匀地作用在单位面积上的力 ，即物理学中常称的压强。工程上，习惯把压强 称为压力。由此定义，压力可表示为:
pF S
MCU
4
2.压力的测量方法
• 重力与被测压力平衡的测量法
– 液柱式压力计
• 弹性力与被测压力平衡的测量法
– 敏感元件受压力作用产生弹性形变，进而由转换元件转换 成电信号进行测量的一类方法
– 各种弹簧管、弹性膜、波纹管等敏感元件
• 物性测量方法
– 敏感元件受压力作用进行产生物理特性变化，进而由转换 元件转换成电信号进行测量的一类方法
– 压阻式、压电式压力传感器
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5
2.1重力与被测压力平衡的测量法
MCU
6
2.2弹性力与被测压力平衡的测量法
当被测压力作用于弹性元件时，弹性元件便产生 相应的弹性变形(即机械位移)。
指示机构(如指针与刻度标尺)用于 给出压力示值；
调整机构用于调整零点和量程。
MCU
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2.3物性测量方法
当被测压力作用于压电晶体时，压电晶体 会产生电势差，利用这个电势差可以进行 压力大小的测量
MCU
12
传感器的定义
能感受规定的被测量并按照一定的规律转 换成可用信号的器件或装置，通常由敏感 元件和转换元件组成。
根据变形量的大小，可以测得被测压力的数值。
MCU
7
弹性元件是核心部 分，其作用是感受压 力并产生弹性变形， 弹性元件采用何种形 式要根据测量要求选 择和设计；
弹簧管：
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8
波 纹 管
弹或波 簧登
弹性膜片
管管
MCU
9
悬梁弹性体
柱筒弹性体
轮辐弹性体
MCU
10
在弹性元件与指示机构之间是变换
放大机构，其作用是将弹性元件的变形 进行变换和放大；
源自文库
MCU
23
应变管式压力传感器特点及应用
应变管式压力传感器的结构简单、制造方 便、适用性强，在火箭弹、炮弹和火炮的 动态压力测量方面有广泛应用。
MCU
24
膜片式应变式压力传感器
它的弹性敏感元件为周边固定圆形金属平 膜片。膜片受压力变形时，中心处径向应 变和切向应变均达到正的最大值，而边缘 处径向应变达到负的最大值，切向应变为 零。因此常把两个应变片分别贴在正负最 大应变处，并接成相邻桥臂的半桥电路以 获得较大灵敏度和温度补偿作用。
压力传感器分类
常用压力传感器有：
电容式压力传感器、变磁阻式压力传感器 （变磁阻式传感器、差动变压器式压力传 感器）、霍耳式压力传感器、光纤式压力 传感器（见光纤传感器）、谐振式压力传 感器等。
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17
压力传感器
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18
压力传感器的选型
1、品牌误区：进口的不一定是最好的，国产 的也不是都比进口的差，比如：皓鹰
压力传感器
信息科学与技术部1311实验室 贾永恒，李萌，李丽丽
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1
目录
• 1 压力传感器 • 2 压力的测量方法 • 3 电阻应变式压力传感器 • 4 电感式压力传感器 • 5 电容式压力传感器 • 6 压电式压力传感器
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2
1.1压力
压力是工业生产过程中重要的工艺参数之 一，正确地测量和控制压力是保证工业生 产过程良好地运行，达到高产优质低耗及 安全生产的重要环节。
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3. 电阻应变式压力传感器
• 3.1、电阻应变片 • 3.2、测量电路
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弹性、位移敏感元件
弹性敏感元件的作用是使被测压力作用于 某个面积上并转换为位移或应变，然后由 位移敏感元件或应变计转换为与压力成一 定关系的电信号。有时把这两种元件的功 能集于一体，如压阻式传感器中的固态压 力传感器。
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MCU
13
传感器
传感器是一种检测装置，能感受到被测量 的信息，并能将检测感受到的信息，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。它是实现 自动检测和自动控制的首要环节。
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压力传感器
将压力转换为电信号输出的传感器叫做压 力传感器。通常把压力测量仪表中的电测 式仪表称为压力传感器。
• 在组合式应变压力传感器中，弹性敏感 元件可分为感受元件和弹性应变元件。
• 感受元件把压力转换为力传递到弹性应 变元件应变最敏感的部位，而应变片则贴 在弹性应变元件的最大应变处。
• 应变式压力传感器主要用来测量流动介 质动态或静态压力，例如动力管道设备的 进出口气体或液体的压力、内燃机管道压 力等等。
2、精度误区：从某个角度来说：稳定性比产 品的精度更重要，精度选择应该是建立在 高稳定性的基础上的。
3、追求廉价：事实上，高品质的产品就决定 了它的价格会相对的高一些。
4、选择合适的量程、合适的精度、合适安装 方式、合适的输出方式。
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压力传感器的使用
• 1、检查安装孔的尺寸、保持安装孔的清洁 ；
MCU
21
应变式压力传感器分类
• 1.应变管式 • 2.膜片式 • 3.应变梁式 • 4.组合式
MCU
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应变管式
又称应变筒式。它的弹性敏感元件为一端封 闭的薄壁圆筒，其另一端带有法兰与被测系 统连接。在筒壁上贴有2片或4片应变片，其 中一半贴在实心部分作为温度补偿片,另一半 作为测量应变片。当没有压力时 4片应变片组 成平衡的全桥式电路;当压力作用于内腔时,圆 筒变形成“腰鼓形”,使电桥失去平衡,输出与 压力成一定关系的电压。这种传感器还可以 利用活塞将被测压力转换为力传递到应变筒 上或通过垂链形状的膜片传递被测压力。
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应变梁式压力传感器
测量较小压力时，可采用固定梁或等强度 梁的结构。一种方法是用膜片把压力转换 为力再通过传力杆传递给应变梁。图3中两 端固定梁的最大应变处在梁的两端和中点 ，应变片就贴在这些地方。这种结构还有 其他形式，例如可采用悬梁与膜片或波纹 管构成。
MCU
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组合式压力传感器特点及应用
• 2、正确安装、选择恰当的位置； • 3、仔细清洁、保持干燥； • 4、避免高低温干扰、高低频干扰、静电干
扰； • 5、防止压力过载
MCU
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应变式压力传感器
应变式压力传感器是 压力传感器中应用比 较多的一种传感器， 它一般用于测量较大 的压力，广泛应用于 测量管道内部压力、 内燃机燃气的压力、 压差和喷射压力、发 动机和导弹试验中的 脉动压力，以及各种 领域中的流体压力等 。
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1.2压力的定义
压力是垂直而均匀地作用在单位面积上的力 ，即物理学中常称的压强。工程上，习惯把压强 称为压力。由此定义，压力可表示为:
pF S
MCU
4
2.压力的测量方法
• 重力与被测压力平衡的测量法
– 液柱式压力计
• 弹性力与被测压力平衡的测量法
– 敏感元件受压力作用产生弹性形变，进而由转换元件转换 成电信号进行测量的一类方法
– 各种弹簧管、弹性膜、波纹管等敏感元件
• 物性测量方法
– 敏感元件受压力作用进行产生物理特性变化，进而由转换 元件转换成电信号进行测量的一类方法
– 压阻式、压电式压力传感器
MCU
5
2.1重力与被测压力平衡的测量法
MCU
6
2.2弹性力与被测压力平衡的测量法
当被测压力作用于弹性元件时，弹性元件便产生 相应的弹性变形(即机械位移)。
指示机构(如指针与刻度标尺)用于 给出压力示值；
调整机构用于调整零点和量程。
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11
2.3物性测量方法
当被测压力作用于压电晶体时，压电晶体 会产生电势差，利用这个电势差可以进行 压力大小的测量
MCU
12
传感器的定义
能感受规定的被测量并按照一定的规律转 换成可用信号的器件或装置，通常由敏感 元件和转换元件组成。
根据变形量的大小，可以测得被测压力的数值。
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弹性元件是核心部 分，其作用是感受压 力并产生弹性变形， 弹性元件采用何种形 式要根据测量要求选 择和设计；
弹簧管：
MCU
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波 纹 管
弹或波 簧登
弹性膜片
管管
MCU
9
悬梁弹性体
柱筒弹性体
轮辐弹性体
MCU
10
在弹性元件与指示机构之间是变换
放大机构，其作用是将弹性元件的变形 进行变换和放大；
源自文库
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应变管式压力传感器特点及应用
应变管式压力传感器的结构简单、制造方 便、适用性强，在火箭弹、炮弹和火炮的 动态压力测量方面有广泛应用。
MCU
24
膜片式应变式压力传感器
它的弹性敏感元件为周边固定圆形金属平 膜片。膜片受压力变形时，中心处径向应 变和切向应变均达到正的最大值，而边缘 处径向应变达到负的最大值，切向应变为 零。因此常把两个应变片分别贴在正负最 大应变处，并接成相邻桥臂的半桥电路以 获得较大灵敏度和温度补偿作用。
压力传感器分类
常用压力传感器有：
电容式压力传感器、变磁阻式压力传感器 （变磁阻式传感器、差动变压器式压力传 感器）、霍耳式压力传感器、光纤式压力 传感器（见光纤传感器）、谐振式压力传 感器等。
MCU
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压力传感器
MCU
18
压力传感器的选型
1、品牌误区：进口的不一定是最好的，国产 的也不是都比进口的差，比如：皓鹰
压力传感器
信息科学与技术部1311实验室 贾永恒，李萌，李丽丽
MCU
1
目录
• 1 压力传感器 • 2 压力的测量方法 • 3 电阻应变式压力传感器 • 4 电感式压力传感器 • 5 电容式压力传感器 • 6 压电式压力传感器
MCU
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1.1压力
压力是工业生产过程中重要的工艺参数之 一，正确地测量和控制压力是保证工业生 产过程良好地运行，达到高产优质低耗及 安全生产的重要环节。
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3. 电阻应变式压力传感器
• 3.1、电阻应变片 • 3.2、测量电路