壓阻式壓力傳感器在自動(dòng)化技術(shù)中的使用

隨著(zhù)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，在工業(yè)設備中，除了液柱壓力表和彈性壓力表之外，目前還越來(lái)越廣泛地使用能將壓力轉換成電信號的壓力變送器和壓力傳感器。那么這些壓力變送器和壓力傳感器是如何將壓力信號轉換成電信號的呢？不同的換算方法有什么特點(diǎn)？下面就以壓阻式壓力傳感器來(lái)給大家作簡(jiǎn)要說(shuō)明。

壓阻式壓力傳感器主要基于壓阻效應。壓阻效應用于描述材料在機械應力下的電阻變化。與上述壓電效應不同，壓阻效應只產(chǎn)生阻抗變化，不產(chǎn)生電荷。

已經(jīng)發(fā)現大多數金屬材料和半導體材料具有壓阻效應。其中，半導體材料中的壓阻效應遠大于金屬中的壓阻效應。由于硅是當今主要的集成電路，硅壓阻元件的應用變得非常有意義。電阻的變化不僅來(lái)自于與應力相關(guān)的幾何變形，還來(lái)自于材料本身的應力相關(guān)電阻，使得其度因子比金屬大幾百倍。N型硅的電阻變化主要是由于其三個(gè)導帶谷對的位移導致載流子在不同遷移率的導帶谷之間重新分布，進(jìn)一步改變了電子在不同流向的遷移率。其次，由于等效質(zhì)量的變化與導帶谷形狀的變化有關(guān)。在p型硅中，這一現象變得更加復雜，也導致了等效質(zhì)量和空穴轉換的變化。

壓阻式壓力傳感器通常通過(guò)導線(xiàn)連接到惠斯通電橋。平時(shí)敏感芯上沒(méi)有施加壓力，電橋處于平衡狀態(tài)(稱(chēng)為零位)。當傳感器受壓后芯片電阻發(fā)生變化時(shí)，電橋就會(huì )失去平衡。如果給電橋加一個(gè)恒流或恒壓電源，電橋就會(huì )輸出一個(gè)與壓力相對應的電壓信號，使傳感器的電阻變化通過(guò)電橋轉換成壓力信號并輸出。電橋檢測電阻值的變化，放大后通過(guò)電壓電流轉換轉換成相應的電流信號。電流信號由非線(xiàn)性校正回路補償，產(chǎn)生輸入電壓線(xiàn)性對應的4~20mA標準輸出信號。

為了減少溫度變化對鐵芯電阻值的影響，提高測量精度，壓力傳感器采用溫度補償措施，使其零點(diǎn)漂移、靈敏度、線(xiàn)性度和穩定性等技術(shù)指標保持在較高水平。

深圳市力準傳感技術(shù)有限公司作為傳感器生產(chǎn)廠(chǎng)家，研發(fā)產(chǎn)品有微型傳感器、壓力變送器、控制顯示儀表及手持儀等千余款產(chǎn)品。產(chǎn)品廣泛應用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)、3C、新能源、機器人、機械制造、醫療、紡織、汽車(chē)、冶金以及交通等多個(gè)領(lǐng)域。

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