1、压力传感器是什么？压力传感器工作原理和种类介绍

导语：压力传感器在工业中很常见，应用也十分广泛，但是说到它的种类和工作原理，大家也许就不太了解了，今天，小编就来给大家讲解压力传感器的相关知识，一起来了解它吧!

压力传感器是什么?

压力传感器就是一种对气体和液体的压力进行测量并将测量结果转化成电气信号显示出来的设备。这种设备在工业领域应用十分广泛，水利、交通、建筑、机床等行业都有所涉及，传统的压力传感器主要以大型器件构成，借助弹性构件的形状变化来测量压力的大小，这种传感器又大又重，使用起来很不方便，随着科学技术的迅速发展，半导体压力传感器应运而生，它更轻便、更准确，更能适应环境，逐渐取代了传统压力传感器。

压力传感器的种类和工作原理介绍

电阻应变片压力传感器、压阻式压力传感器、半导体应变片压力传感器、电容式压力传感器、电感式压力传感器等等都属于压力传感器的一种，这些传感器的基本原理都是一致的，只不过用来感知压力的部件和方式有所不同，其中压阻式压力传感器因为价格低廉、性能良好而被应用地最广泛。

★应变片压力传感器的工作原理

这种压力传感器的应变片主要是电阻应变片，电阻应变片主要由金属丝和引出线构成，金属丝的形状和长度一旦受到外力就会发生变化，这种变化会直接引起阻值的增大或减小，接着阻值的变化被转化为电气信号输出，就是我们想要的测量结果。

★陶瓷压力传感器的工作原理

陶瓷弹性好、抗冲击、抗磨损，性能稳定，是压力传感器的理想材料。这类传感器就是利用陶瓷作为感应膜片来感知压力的变化，陶瓷膜片把感受到的压力传导给电阻，促使成阻值发生改变，阻值的变化再被转化成电气信号的形式输出。陶瓷压力传感器测量精度高、价格便宜，它的快速发展将会逐渐取代其他传感器的使用。

★压电压力传感器的工作原理

这类传感器一般选用石英、磷酸二氢铵或者酒石酸钾钠作为压电材料，这些材料在受到外力作用的情况下，会引起电场的变化，传感器感知到电场的变化，再把这种变化转化成测量结果输出，这就是压电压力传感器的工作原理。这种传感器的使用具有局限性，只能用来测量动态应力，对静态应力不起作用，因此压电压力传感器多被用于汽车、飞机等动态压力的测量。

2、机油压力传感器MEMS详细介绍

在我们的生活中，机器化的东西随处可见，汽车，洗衣机，洗碗机，吸尘器，还有最近的扫地机器人。想想就能发现，我们好像已经离不开机器了。而我们的所有机器，几乎都用到了机油压力传感器这个零件，这可以看出它有多重要了。它是微电子机械系统中不可缺少的零件。正是这个零件，使我们的生活多了许多机器用来代替人工，可以让我们有更多的时间去做其他的事情，下面就来详细介绍一下它。

机油压力传感器MEMS(MicroElectromechanicalSystem，即微电子机械系统)是指集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。

一、特点MEMS压力传感器可以用类似集成电路的设计技术和制造工艺，进行高精度、低成本的大批量生产，从而为消费电子和工业过程控制产品用低廉的成本大量使用MEMS传感器打开方便之门，使压力控制变得简单、易用和智能化。

传统的机械量压力传感器是基于金属弹性体受力变形，由机械量弹性变形到电量转换输出，因此它不可能如MEMS压力传感器那样，像集成电路那么微小，而且成本也远远高于MEMS压力传感器。相对于传统的机械量传感器，MEMS压力传感器的尺寸更小，最大的不超过一个厘米，相对于传统“机械”制造技术，其性价比大幅度提高。

二、MEMS压力传感器原理目前的MEMS压力传感器有硅压阻式压力传感器和硅电容式压力传感器，两者都是在硅片上生成的微机械电子传感器。

硅压阻式压力传感器是采用高精密半导体电阻应变片组成惠斯顿电桥作为力电变换测量电路的，具有较高的测量精度、较低的功耗和极低的成本。惠斯顿电桥的压阻式传感器，如无压力变化，其输出为零，几乎不耗电。。硅压阻式压力传感器其应变片电桥的光刻版本。

MEMS硅压阻式压力传感器采用周边固定的圆形应力杯硅薄膜内壁，采用MEMS技术直接将四个高精密半导体应变片刻制在其表面应力最大处，组成惠斯顿测量电桥，作为力电变换测量电路，将压力这个物理量直接变换成电量，其测量精度能达0.01-0.03%FS。

电容式压力传感器利用MEMS技术在硅片上制造出横隔栅状，上下二根横隔栅成为一组电容式压力传感器，上横隔栅受压力作用向下位移，改变了上下二根横隔栅的间距，也就改变了板间电容量的大小，即△压力=△电容量。

三、MEMS压力传感器的应用前景MEMS压力传感器广泛应用于汽车电子如TPMS、发动机机油压力传感器、汽车刹车系统空气压力传感器、汽车发动机进气歧管压力传感器(TMAP)、柴油机共轨压力传感器。消费电子如胎压计、血压计、橱用秤、健康秤，洗衣机、洗碗机、电冰箱、微波炉、烤箱、吸尘器用压力传感器，空调压力传感器，洗衣机、饮水机、洗碗机、太阳能热水器用液位控制压力传感器。工业电子如数字压力表、数字流量表、工业配料称重等。

典型的MEMS压力传感器管芯(die)结构和电原理，左是电原理图，即由电阻应变片组成的惠斯顿电桥，右为管芯内部结构图。典型的MEMS压力传感器管芯可以用来生产各种压力传感器产品。MEMS压力传感器管芯可以与仪表放大器和ADC管芯封装在一个封装内(MCM)，使产品设计师很容易使用这个高度集成的产品设计最终产品。

四、设计、生产、销售链MEMS压力传感器Die的设计、生产、销售链。目前集成电路的4寸圆晶片生产线的大多数工艺可为MEMS生产所用。但是需要增加双面光刻机、湿法腐蚀台和键合机三项MEMS特有的工艺设备。压力传感器产品生产厂商需要增加价格不菲的标准压力检测设备。对于MEMS压力传感器生产厂家来说，开拓汽车电子以及消费电子领域的销售经验和渠道是十分重要和急需的。特别是汽车电子对MEMS压力传感器的需要量在近几年激增，如捷伸电子的年需求量约为200-300万个。

五、MEMS芯片与IC的异同与传统IC行业注重二维静止的电路设计不同，MEMS以理论力学为基础，结合电路知识设计三维动态产品。对于在微米尺度进行机械设计会更多地依靠经验，设计开发工具(Ansys)也与传统IC(如EDA)不同。MEMS加工除了使用大量传统的IC工艺，还需要一些特殊工艺，如双面刻蚀，双面光刻等。MEMS比较传统IC，工艺简单，光刻步骤少，MEMS生产的一些非标准的特殊工艺，工艺参数需要按照产品的要求来进行调整。由于需要产品设计、工艺设计和生产三方面的密切配合，IDM的模式要优于Fabless+Foundry的模式。MEMS对封装技术的要求很高。传统半导体厂商的生产线正面临淘汰，即使用来生产LDO，其利润也非常低，但是，如果生产MEMS，则可获得较高的利润。线上的每一个圆晶片可生产合格的MEMS压力传感器Die5-6K个，每个出售后，可获成本7-10倍的毛利。转产MEMS对厂家的工艺要求改动不大，新增辅助设备有限，投资少、效益高。MEMS芯片与IC芯片整合封装是集成电路技术发展的新趋势，也是传统IC厂商的新机遇。

六、生产MEMS压力传感器Die成本估计圆晶片生产线生产MEMS压力传感器Die成本估计如表所示，新增固定成本是指为该项目投入的人员成本和新设备的折旧(人员：专家1名+MEMS设计师2名+工程师4名+工艺师5名+技工12名，年成本147万元，新增设备投入650万元，按90%四年折旧计算);现有成本是指在5次光刻条件下使用的成本(包括人工、化剂、水电、备件等的均摊成本);硅片材料成本是指双抛4寸硅片的价格。

上面很多词语也包含了一些专业术语，菜鸟级的我们可以选择跳过，看看一些主要功能的介绍，还有应用前景。从应用前景可以看出，我们的未来也不能缺少它了，不管是大型机器，还是小型的，它都可以协助机器更好的工作了。如果是从事这个机器方面的大家，可以仔细看看，因为这是从事这方面的必修课了。最后希望上文可以给大家带来一些帮助。

3、压力传感器的应用

压力传感器，是工业中最为常用的一种传感器，随着科技的不断发展，其种类也在不断的增多，并广泛的应用在众多领域，从工业延伸到日常生活中。如航空航天、石化等等。下面小编就为大家介绍压力传感器的应用领域有哪些：

1、科学研究

在基础科学研究中，传感器具有突出的地位。例如，在开拓新能源新材料等具有远望作用的各种尖端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场和超弱磁场答。显然，要获取大量人类感官无法获取的信息，没有相应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍，首先就在于对研究对象的信息获驭存在困难，而些新机理和尚灵敏度的检测仪器的出现，往往会导致该领域内的突破。一些传感器的发展，往往是一些边缘学科抒发的先驱。

2、家用电器

现代家用电器中，大多都应用了传感器技术。电视机、空调、风扇的红外遥控系统小使用的红外接收器件、照相机中的自动曝光装置、电冰箱和电饭堤使用的温度传感器、抽油烟机上的气敏传感器、全D动洗衣机中的水位和浊度传感器等。

3、智能楼宇

楼宇自动化系统是智能建筑的重要组成部分。计算机通过中继器一路由器一网络一显示器一闷久控制管理各种设备(空调制冷、给水排水、变配屯系统、照明系统、电梯、安全防护和自动识别等)，实现以r“功能佼用的传感器有温度传感器、湿度传感器、液位传感器、流量传感器、压美传感器、空气压力传感器、烟雾传感器、气体传感器、红外传感器、玻璃破碎传感器和图像传感器等。

4、航空航天

在航空航天领域，飞行的速度、加速度、位置、姿态、温度、气压、磁场、振动都需要测量：阿波罗10号飞船需要对3295个参数进行检测，其中，温度传感器559个，压力传感器140个，信号传感器501个，遥控传感器142个，专家说：“整个宇宙飞船就是高性能传感器的集合体”。

5、汽车工业

现代高级轿车的电子化控制系统水平的关键就在于采用压力传感器的数量和水平，目前一辆普通家用轿车上大约安装几十到近百只传感器，而豪华轿车上的传感器数量可多达二百余只，种类通常达30余种，多则达百种。

6、工业生产

工业领域应用的传感器，如工艺控制、工业机械以及传统的;各种测量工艺变量(如温度、液位、压力、流量等)的;测量电子特性(电流、电压等)和物理量(运动、速度、负载以及强度)的，以及传统的接近/定位传感器发展迅速。这些传感器在工业生产中用来监视和控制生产过程中的各个参数，促设备工作在正常状态或是最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代生产也就失去了基础。

7、电子通信

手机产量的大幅增长及手机新功能的不断增加给传感器市场带来机遇与挑战，从彩屏手机、摄像手机到智能手机，市场份额不断上升增加了传感器在该领域的应用比例。此外，应用于集团电话和无绳电话的超声波传感器、用于磁存储介质的磁场传感器等都将出现强势增长。

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1、科学研究

在基础科学研究中，传感器具有突出的地位。例如，在开拓新能源新材料等具有远望作用的各种尖端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场和超弱磁场答。显然，要获取大量人类感官无法获取的信息，没有相应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍，首先就在于对研究对象的信息获驭存在困难，而些新机理和尚灵敏度的检测仪器的出现，往往会导致该领域内的突破。一些传感器的发展，往往是一些边缘学科抒发的先驱。

2、家用电器

现代家用电器中，大多都应用了传感器技术。电视机、空调、风扇的红外遥控系统小使用的红外接收器件、照相机中的自动曝光装置、电冰箱和电饭堤使用的温度传感器、抽油烟机上的气敏传感器、全D动洗衣机中的水位和浊度传感器等。

3、智能楼宇

楼宇自动化系统是智能建筑的重要组成部分。计算机通过中继器一路由器一网络一显示器一闷久控制管理各种设备(空调制冷、给水排水、变配屯系统、照明系统、电梯、安全防护和自动识别等)，实现以r“功能佼用的传感器有温度传感器、湿度传感器、液位传感器、流量传感器、压美传感器、空气压力传感器、烟雾传感器、气体传感器、红外传感器、玻璃破碎传感器和图像传感器等。

4、航空航天

在航空航天领域，飞行的速度、加速度、位置、姿态、温度、气压、磁场、振动都需要测量：阿波罗10号飞船需要对3295个参数进行检测，其中，温度传感器559个，压力传感器140个，信号传感器501个，遥控传感器142个，专家说：“整个宇宙飞船就是高性能传感器的集合体”。

5、汽车工业

现代高级轿车的电子化控制系统水平的关键就在于采用压力传感器的数量和水平，目前一辆普通家用轿车上大约安装几十到近百只传感器，而豪华轿车上的传感器数量可多达二百余只，种类通常达30余种，多则达百种。

6、工业生产

工业领域应用的传感器，如工艺控制、工业机械以及传统的;各种测量工艺变量(如温度、液位、压力、流量等)的;测量电子特性(电流、电压等)和物理量(运动、速度、负载以及强度)的，以及传统的接近/定位传感器发展迅速。这些传感器在工业生产中用来监视和控制生产过程中的各个参数，促设备工作在正常状态或是最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代生产也就失去了基础。

7、电子通信

手机产量的大幅增长及手机新功能的不断增加给传感器市场带来机遇与挑战，从彩屏手机、摄像手机到智能手机，市场份额不断上升增加了传感器在该领域的应用比例。此外，应用于集团电话和无绳电话的超声波传感器、用于磁存储介质的磁场传感器等都将出现强势增长。

4、拉力试验机的试验方法是什么？

不请自来！

关于楼主所问，试验机老二认为拉力试验机的常用试验方法有以下几种：

1.形变的测量

经过形变测量安装来测量，它是用来测量试样在实验进程中发生的形变。

该安装上有两个夹头，经由一系传记念头构与装在测量安装顶部的光电编码器连在一同，当两夹头间的间隔发作转变时，带动光电编码器的轴扭转，光电编码器就会有脉冲旌旗灯号输出。再由处置器对此旌旗灯号进行处置，就可以得出试样的变形量。

2.力值的测量

经过测力传感器、扩大器和数据处置系统来完成测量，zui常用的测力传感器是应变片式传感器。

所谓应变片式传感器，就是由应变片、弹性元件和某些附件(赔偿元件、防护罩、接线插座、加载件构成)，能将某种机械质变成电量输出的器件。应变片式的拉、压力传感器国表里品种繁复，首要有筒状力传感器、轮辐式力传感器、S双连孔型传感器、十字梁式传感器等类型。

从资料力学上得知，在小变形前提下，一个弹性元件某一点的应变ε与弹性元件所受的力成正比，也与弹性的变构成正比。以S型传感器为例，当传感器遭到拉力P的效果时，因为弹性元件外表粘贴有应变片，由于弹性元件的应变与外力P的巨细成正比例，故此将应变片接入测量电路中，即可经过测出其输出电压，然后测出力的巨细。

简略来说，外力P惹起传感器内应变片的变形，招致电桥的不服衡，然后惹起传感器输出电压的转变，我们经过测量输出电压的转变就可以晓得力的巨细了。

普通来说，拉力试验机传感器的输出旌旗灯号都长短常微弱的，凡间只要几个mV，假如直接对此旌旗灯号进行测量，长短常坚苦的，而且不克不及知足高精度测量要求。因而必需经过扩大器将此微弱旌旗灯号扩大，扩大后的旌旗灯号电压可达10V，此时的旌旗灯号为模仿旌旗灯号，这个模仿旌旗灯号经由多路开关和A/D转换芯片改变为数字旌旗灯号，然后进行数据处置，至此，拉力试验机力的测量告一段落。

3.横梁位移的测量

其道理同变形测量大致一样，都是经过测量光电编码器的输出脉冲数来取得横梁的位移量。

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