現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)涉及到眾多的非電量，如重量、力和力矩、加速度、壓力、流量等力學(xué)量；溫度、熱量等熱學(xué)量，以及氣體、液體的成分、濃度等化學(xué)量。這些物理量進(jìn)行直接測(cè)量時(shí)非常困難和不方便，需用一種轉(zhuǎn)換裝置將其轉(zhuǎn)化為易于測(cè)量、傳輸和處理的電量，這種裝置就是傳感器。傳感器的種類很多，壓力傳感器是其中最成熟的技術(shù)，就市場(chǎng)銷售額來看，居傳感器之首，并且每年增長(zhǎng)率達(dá)20%,具有廣闊的應(yīng)用前景。不同技術(shù)性能的壓力傳感器應(yīng)用于不同的測(cè)量需求己成為當(dāng)前壓力傳感器發(fā)展和應(yīng)用的一個(gè)重要課題。

　　壓力傳感器的選擇

　　隨著現(xiàn)代測(cè)量和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，壓力傳感器的用量每年以20%的速度增長(zhǎng)。目前市場(chǎng)上的壓力傳感器品種繁多，規(guī)格及技術(shù)性能不一，價(jià)格差別也很大。擺在使用者面前的問題是，應(yīng)選用怎樣的壓力傳感才能滿足需要？哪些指標(biāo)是最重要的？應(yīng)考慮哪些問題？這就涉及到傳感器的選用。選用的原則便是以最經(jīng)濟(jì)的價(jià)格買到滿足其用途、壓力量程、精度要求、溫度范圍、電和機(jī)械要求的壓力傳感器。

　　傳感器裝到設(shè)備上后，運(yùn)行正常、穩(wěn)定，測(cè)量準(zhǔn)確。以下是選用壓力傳感器時(shí)必須考慮的幾個(gè)重要方面。

　　用途

　　由于結(jié)構(gòu)不同，壓力傳感器可以分為測(cè)定絕對(duì)壓力、對(duì)大氣的相對(duì)壓力和差壓。測(cè)定絕對(duì)壓力時(shí)，傳感器內(nèi)自身帶有真空參考?jí)海�所測(cè)壓力與大氣壓力無關(guān)，是相對(duì)于真空的壓力。對(duì)大氣的相對(duì)壓力是以大氣壓力為參考?jí)�，因此傳感器彈性膜一�?cè)始終與大氣是連通的。由于大氣壓力與離地面的高度、四季中大氣中水汽含量的變化以及不同地點(diǎn)和組成大氣的各種氣體的含量的變化有關(guān)。因此，所測(cè)得的相對(duì)壓力便與上述因素有關(guān)。此外，還可從傳感器彈性膜兩側(cè)分別導(dǎo)人流體壓力，這樣能測(cè)定流體不同地點(diǎn)或流體間的差壓。針對(duì)不同用途應(yīng)選用不同結(jié)構(gòu)的壓力傳感器。

　　壓力量程的選用應(yīng)主要考慮三個(gè)方面的因素：

　　即傳感器的最大過壓能力、精度與壓力量程的關(guān)系和傳感器的價(jià)格與壓力量程的關(guān)系。

　　對(duì)于傳感器的最大過壓能力，傳感器承受靜壓力與動(dòng)壓力情況下是有很大區(qū)別的。后者往往會(huì)出現(xiàn)沖擊壓力，甚至沖擊波。沖擊壓力遠(yuǎn)高于靜壓力。如果選用的最大工作壓力量程是指靜壓力的話，傳感器在承受動(dòng)壓力時(shí)，應(yīng)選用較大的過壓能力。否則沖擊壓力很容易達(dá)到極限耐壓，使壓力傳感器受到破壞。

　　對(duì)于精度與壓力量程的關(guān)系。壓力傳感器的熱零點(diǎn)漂移和熱靈敏度漂移系數(shù)及非線性誤差是影響傳感器精度的重要指標(biāo)。對(duì)同一壓力傳感器來說，熱零點(diǎn)漂移系數(shù)隨工作壓力增加而減小，而熱靈敏度系數(shù)和非線性誤差隨工作壓力增加而增加。因此，工作壓力增加有利于減小熱零點(diǎn)漂移，而不利于熱靈敏度漂移和非線性誤差。熱零點(diǎn)漂移比較大時(shí)，提高工作壓力量程有利于提高壓力傳感器的精度。熱零點(diǎn)漂移比較小時(shí)，減小工作壓力量程有利于提高精度。對(duì)不同壓力量程的傳感器來說，靈敏度是不同的。低壓力量程傳感器的靈敏度高分辨率自然也高。

　　對(duì)于傳感器的價(jià)格與壓力量程的關(guān)系，一般來說，013-1MPa的壓力傳感器的價(jià)格較便宜，011MPa以下或1MPa以上的壓力傳感器價(jià)格比較貴。測(cè)定2-3kPa壓力時(shí)可選購(gòu)10-50kPa的壓力傳感器。特別是使用者自己設(shè)計(jì)和選用補(bǔ)償電路時(shí)，能使精度進(jìn)一步提高。這樣可以使成本大幅度降低。一般而言，質(zhì)量好的壓力傳感器，滿量程輸出都可以達(dá)到100mV/10V.如果只用一半的壓力量程，則對(duì)應(yīng)的輸出便只有50mV/10V.因此最大工作量程應(yīng)盡可能接近產(chǎn)品說明書上所標(biāo)明的該壓力傳感器的量程級(jí)。

　　廣義的講，凡是利用壓電材料各種物理效應(yīng)構(gòu)成的種類繁多的傳感器，都可稱為壓力傳感器。它們?cè)诠�業(yè)、軍事和民用等各方面得到一定的應(yīng)用。

　　壓電式壓力傳感器可用來測(cè)量壓力范圍為104-106Pa、頻率為Hz至幾十Hz（甚至上百千Hz）的動(dòng)態(tài)壓力，在內(nèi)燃機(jī)的氣缸、油管、進(jìn)排氣管的壓力測(cè)量、槍炮的膛壓、生物醫(yī)學(xué)及航空航天等領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。

　　它們的彈性元件是由膜片、膜盒等把壓力收集起來，轉(zhuǎn)換成集中力，再傳遞給壓電元件。為了保證靜態(tài)特性及其穩(wěn)定性，通常多采用石英晶片并聯(lián)組合方式。 

　　壓力傳感器在應(yīng)用中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）確保彈性膜片與后傳力件有良好的面接觸，用以實(shí)現(xiàn)減小滯后與線性誤差，提高靜、動(dòng)態(tài)特性；（2）傳感器的基體和殼體要有足夠剛度，保證被測(cè)壓力能夠盡可能地傳遞到壓電元件上：（3）壓電彈性元件的選擇要考慮到頻率覆蓋：彎曲（014-100kHz）,壓縮（40kHz-15MHz）,剪切（100kHz-125MHz）;（4）涉及傳力的元件要采用高聲速材料和扇薄結(jié)構(gòu)，以利于快速、無損失的傳遞彈性元件的彈性波，提高動(dòng)態(tài)特性：（5）要考慮加速度、溫度等環(huán)境干擾的補(bǔ)償。

　　結(jié)論

　　近幾年來，我國(guó)壓力傳感器技術(shù)正在蓬勃發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域也在迅速擴(kuò)大。由于壓力傳感技術(shù)所涉及的技術(shù)廣泛，幾乎滲透到各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，因此，對(duì)壓力傳感器新理論的探討、新技術(shù)與新方法的應(yīng)用、新材料和新工藝的研究將成為發(fā)展趨勢(shì)。

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