什么是压力传感器啊？

压力传感器(Pressure Transducer)是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。

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。  -摘自JJG860-2015

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，下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用。另有医用压力传感器。

压力传感器的分类：

压力传感器的螺纹有很多种，常见的有NPT、PT、G、M，都是管螺纹。

NPT 是 National (American) Pipe Thread 的缩写，属於美国压力传感器标准的 60 度锥管螺纹，用于北美地区.国家标准可查阅 GB/T12716-1991

PT 是 Pipe Thread 的缩写，是 55 度密封圆锥管螺纹，属惠氏压力传感器螺纹家族，多用於欧洲及英联邦国家.常用於水及煤气管行业，锥度规定为 1:16。国家标准可查阅 GB/T7306-2000

G 是 55 度非螺纹密封管螺纹，属惠氏压力传感器螺纹家族.标记为 G 代表圆柱螺纹。国家标准可查阅 GB/T7307-2001

M 是公制普通螺纹，如M20*1.5表示直径为20mm，螺距为1.5，如客户无特殊要求，压力传感器一般为M20*1.5螺纹。

另外螺纹中的1/4、1/2、1/8 标记是指螺纹尺寸的直径，单位是英寸。行内人通常用分来称呼螺纹尺寸，一寸等于8分，1/4 寸就是2分，如此类推。G 好像就是管螺纹的统称(Guan)，55、60度的划分属于功能性的，俗称管圆。螺纹由一圆柱面加工而成。

ZG俗称管锥，即螺纹由一圆锥面加工而成，一般的水管压力接头都是这样的，老国标标注为Rc 公制螺纹用螺距来表示，美英制螺纹用每英寸内的螺纹牙数来表示，这是压力传感器螺纹最大的区别，公制螺纹是60度等边牙型，英制螺纹是等腰55度牙型，美制螺纹60度。公制螺纹用公制单位，美英制螺纹用英制单位。

管螺纹主要用来进行压力管道的连接，其内外螺纹的配合紧密，压力传感器管螺纹有直管与锥管两种。公称直径是指所连接的压力管道直径，显然螺纹大径比公称直径大。 1/4，1/2，1/8是英制螺纹的公称直径，单位是英寸。

主要参数：

压力传感器的种类繁多，其性能也有较大的差异，如何选择较为适用的传感器，做到经济、合理的使用。

额定压力范围  额定压力范围是满足标准规定值的压力范围。也就是在最高和最低温度之间，传感器输出符合规定工作特性的压力范围。在实际应用时传感器所测压力在该范围之内。

最大压力范围  最大压力范围是指传感器能长时间承受的最大压力，且不引起输出特性永久性改变。特别是半导体压力传感器，为提高线性和温度特性，一般都大幅度减小额定压力范围。因此，即使在额定压力以上连续使用也不会被损坏。一般最大压力是额定压力最高值的2－3倍。

损坏压力  损坏压力是指能够加在传感器上且不使传感器元件或传感器外壳损坏的最大压力。

线性度  线性度是指在工作压力范围内，传感器输出与压力之间直线关系的最大偏离。

压力迟滞  为在室温下及工作压力范围内，从最小工作压力和最大工作压力趋近某一压力时，传感器输出之差。

温度范围  压力传感器的温度范围分为补偿温度范围和工作温度范围。补偿温度范围是由于施加了温度补偿，精度进入额定范围内的温度范围。工作温度范围是保证压力传感器能正常工作的温度范围。

技术参数 （量程15MPa-200MPa）参数 单位 技术指标 参数 单位 技术指标灵敏度 mV/V 1.00.05 灵敏度温度系数 ≤%FS/10℃ 0.03 

非线性 ≤%FS 0.02～0.03 工作温度范围 ℃ -20℃～+80℃

滞后 ≤%FS 0.02～0.03 输入电阻 Ω 40010Ω

重复性 ≤%FS 0.02～0.03 输出电阻 Ω 3505Ω

蠕变 ≤%FS/30min 0.02 安全过载 ≤%FS 150% FS

零点输出 ≤%FS 2 绝缘电阻 MΩ ≥5000MΩ(50VDC)

零点温度系数 ≤%FS/10℃ 0.03 推荐激励电压 V 10V-15V  需要多方面考虑，比如: 适用范围、结构规格、安装程序。

就适用范围来说： 用于对人体有创血压如动脉压、中心静脉压、肺动脉压、左冠状动脉压多种压力进行监测，直接获得血压这一生理参数，为临床对疾病的诊断、治疗和愈后估计提供客观依据。

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一、压力传感器的分类

压力传感器是使用最为广泛的一种传感器，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。

常用的压力传感器有应变片压力传感器、陶瓷压力传感器、扩散硅压力传感器、蓝宝石压力传感器、压电压力传感器。压力传感器按用途分类主要是压力监视、压力测量和压力控制及转换成其他量的测量。按供电方式分为压阻型和压电型传感器，前者是被动供电的，需要有外电源。后者是传感器自身产生电荷，不需要外加电源，根据不同领域对压力测量的精度不同分为低精度和高精度的压力传感器。

传统的压力传感器以机械结构型的器件为主，以d性元件的形变指示压力，但这种结构尺寸大、质量重，不能提供电学输出。随着半导体技术的发展，半导体压力传感器也应运而生。其特点是体积小、质量轻、准确度高、温度特性好。特别是随着MEMS技术的发展，半导体传感器向着微型化发展，而且其功耗小、可靠性高。

半导体压电阻型：半导体压电阻抗扩散压力传感器是在薄片表面形成半导体变形压力，通过外力（压力）使薄片变形而产生压电阻抗效果，从而使阻抗的变化转换成电信号。

静电容量型：静电容量型压力传感器，是将玻璃的固定极和硅的可动极相对而形成电容，将通过外力（压力）使可动极变形所产生的静电容量的变化转换成电气信号。（E8Y的动作原理便是静电容量方式，其他机种采用半导体方式）。

二、压力传感器如何选型

1、确认压力传感器的类型

(1)机电式：产品内部式机械结构，经过绷簧、杠杆、调理螺丝、金属罩壳等以及触点模块装置而成的压力传感器，内部不含处理电路，且均为输出量是开关量的压力开关形式。一般均可经过螺丝调理或设定动作的阈值体积较庞大，但较廉价，精度较低。

(2)电子式：压力传感器均有陶瓷或金属的丈量隔离膜片，隔离膜片与被检测物质直接接触，作用在膜片表面的压力使膜片发生细小的形变，传感器内部能够经过形变丈量绷簧电阻或电容器原理感知该形变的大小程度，经往后级的机械、电路(电桥)设备输出相应开关动作或模拟量信号。

2、确认装置类型

控制回路还是动力回路。

3、确认丈量压力的类型

压力类型主要有表压、绝压、差压等。

(1)表压是指以大气压力为基准，小于或大于大气压力的压力

(2)绝压是指以肯定压力零位为基准，高于肯定压力零位的压力

(3)差压是指两个压力之间的差值。

4、确认丈量规模

一般状况下，按实际丈量压力为丈量规模的80%选取。

5、确认供电电源和输出信号

提供四种输出信号挑选，包含继电器输出、固态输出和模拟量输出(4～20mA或0～10V)。(针对电子式压力传感器)其中固态输出又分为单段开关和双段开关。

6、确认体系的最大过载

体系的最大过载应小于压力传感器的过载维护极限，否则会影响产品的运用寿命，乃至损坏产品。

7、确认压力接口形式

主要包含：G1/4A(BSP)、1/4NPT、SAE7/16-20UNF、4×G1/4(BSP)、G3/8等。

8、确认丈量介质与接触材质的兼容性

在某些丈量场合，丈量介质具有腐蚀性，此时需选用与丈量介质兼容的资料或进行特殊的工艺处理，保证变送器不被损坏。

9、确认准确度等级

变送器的丈量差错按准确度等级进行划分，不同的准确度对应不同的基本差错限(满量程输出的百分数表明)实际应用中，依据丈量差错的控制要求并本着适用经济的原则进行挑选。

10、确认工作温度规模

丈量介质温度应处于变送器工作温度规模内，如超温运用，将会产生较大的丈量差错并影响运用寿命在压力变送器的出产过程中，会对温度影响进行丈量和补偿，以保证产品受温度影响产生的丈量差错处于准确度等级要求的规模内。在温度较高的场合，能够考虑挑选高温型压力传感器或采取装置冷凝管(器)、散热器等辅佐降温办法。

11、确认现场工作环境状况及其它

需了解是否存在振动以及电磁干扰等，并在选型时提供相关信息，以便采取相应处理在选型时，其他如电气连接方式等也应依据状况予以考虑。

传感器是将各种非电量（包括物理量、化学量、生物量等）按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量（一般为电量）的装置。传感器一般由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成，有时还需外加辅助电源。制造半导体压力传感器的基本原理是利用硅晶体的压阻效应，压力传感器所用的元件材料是具有压阻效应的单晶硅、扩散掺杂硅和多晶硅，根据晶体不受定向应力时，电导率是同性的，只有受定向应力时才表现出各向异性，由于应力能引起能带的变化，能谷能量移动，导致电阻率的变化，于是就有电阻的变化，从而产生压阻效应，单晶硅效应包括:p型和N型硅压阻效应。选用扩散硅目的在于在设计制造压力传感器是根据不同温度下硅扩散层的压阻特性选择合适的扩散条件，力求使压力传感器具有良好的性能，多晶硅在传感器中有广泛的用途，可作为微结构和填充材料、敏感材料。 胎压传感器功能和原理：主要是用来检测胎压的传感器。在硅片的中间，从背面腐蚀形成了正方形的膜片，利用膜片将压力转换成应力，利用压阻效应将加在膜片上的应力变换成电阻的变化M胎压的输出特性。下面我们以测量轮胎气压为例阐述传感器在汽车轮胎方面的应用。此种设计可做成一种便携式的装置，测量时将胎压传感器的表置于轮胎气门嘴上，这时胎压作用于传感器上，不同的气压对应着不同的电压值，即气压值和电压值是一一对应的，从而间接测量了气压值。胎压值和电压值的相互转换任何一种型号的轮胎都有其标准气压，若气压高于标准气压则为高压状态，低于标准气压则为低压状态，那么此时应采取一系列措施改变轮胎气压值在标准范围内，从而起到保护轮胎的效果。电压信号放大电路传感器放大电路选用高精度低噪声仪用放大器AD620。AD620是一种只用一个外部电阻就能设置放大倍数的仪表放大器，具有良好的直流性能和交流性能。

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