高灵敏度压力传感器

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是一种[url=https://product.dzsc.com/]电子元器件[/url]。 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。 1. 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。也就是在和温度之间，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。 2. 压力范围 压力范围是指传感器能长时间承受的压力，且不引起输出特性性改变。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。一般压力是额定压力值的2－3倍。 3. 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压力。 4. 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偏离。 5.压力迟滞 为在室温下及工作压力范围内，从小工作压力和工作压力趋近某一压力时，传感器输出之差。 6.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 1.0±0.05 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 400±10Ω 重复性 ≤%FS ±0.02～±0.03 输出电阻 Ω 350±5Ω 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

在分析试验仪器波高采集系统压力传感器的总误差时，首先要考虑试验仪器每一个误差的来源，分析导致这些误差的因素，然后想办法减少这些误差，提高波高采集传感器系统总的性能。那么影响波高采集系统压力传感器性能的误差来源有哪些?　　1、当计算波高采集系统压力传感器的总误差时，应使用下列定义的误差。为决定你已选择波高采集系统压力传感器特定误差的程度，参见在这目录中该传感器的规格说明。在特定用户应用中，有些标称的指标可以减少或消除的，例如，如果波高采集系统压力传感器用在规定温度范围的一半内，那么温度误差可以减少一半，如果使用自动调零技术，零点偏置和零飘误差可以消除。　　2、零点偏置是同时加在膜片两侧上的相同压力时传感器输出。　　3、量程是输出端点之间的代数差。通常二端点是零和满刻度。　　4、零点温度偏移是由温度变化引起的压力传感器零点变化。零点偏移不是可预测的误差，因为每一个器件可以向上或向下偏移，温度变化将引起整个输出曲线沿电压轴向上或向下偏移。　　5、灵敏度温度偏移是由温度变化引起的压力传感器灵敏度变化，温度变化将引起传感器输出曲线的斜率变化。　　6、线性误差是在期望压力范围传感器输出曲线与一标定直线的偏差，计算线性误差的一个方法是最小二乘方，它从数学上提供对数据点的最佳配合直线。另一方法是末端基点线性度(T.B.L.)或端点线性度。T.B.L.由在输出曲线上二端数据点之间画一直线(L1)决定。接着从线L1 作一垂线至输出曲线， 选择相交数据点以达到垂线的最大长度，垂线的长度代表末端基点线性误差。　　7、比率变化量是指在其他条件保持恒定情况下传感器输出比例于电源电压，比率变化量误差是在这比率中的变化，通常表达为压力传感器量程的百分值。　　8、重复性误差是在其他条件保持恒定情况下连续加上任何给定输入压力在输出读数中的偏差。　　9、迟滞误差通常表达为机械迟滞和温度迟滞的组合误差。机械迟滞：指输出在某一个给定输入压力时(上升、下降不同过程)的传感器误差。　　10、温度迟滞是在一温度循环以前和以后在确切输入压力下的输出偏离。　　以上是试验仪器波高采集系统压力传感器的误差来源总结。

压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。　　我们知道，晶体是各向异性的，非晶体是各向同性的。某些晶体介质，当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时，就产生了极化效应；当机械力撤掉之后，又会重新回到不带电的状态，也就是受到压力的时候，某些晶体可能产生出电的效应，这就是所谓的极化效应。科学家就是根据这个效应研制出了压力传感器。　　压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英（二氧化硅）是一种天然晶体，压电效应就是在这种晶体中发现的，在一定的温度范围之内，压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电性质完全消失（这个高温就是所谓的“居里点”）。由于随着应力的变化电场变化微小（也就说压电系数比较低），所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数，但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体，能够承受高温和相当高的湿度，所以已经得到了广泛的应用。　　在现在压电效应也应用在多晶体上，比如现在的压电陶瓷，包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。　　压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。　　压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用，特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业，例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力，也可以用来测量微小的压力。　　压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中，比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的，因为测量动态压力是如此普遍，所以压电传感器的应用就非常广。　　除了压电传感器之外，还有利用压阻效应制造出来的压阻传感器，利用应变效应的应变式传感器等，这些不同的压力传感器利用不同的效应和不同的材料，在不同的场合能够发挥它们独特的用途。