工控开发及自动化设计常用的几类压力传感器

传感器技能是现代科学技能发展水平的标志之一，而压力传感器技能是传感器技能的重要分支。当前各种类型的压力传感器，如分散硅、电容式、硅蓝宝石、陶瓷厚膜、金属应变电式等类型，正广泛应用于国民生产的各行业以及科学技能领域。下面就简略介绍一些电子产品开发、工控开发、自动化设计等常用的压力传感器的特色及其相互之间的区别。 

　　蓝宝石压力传感器 

　　蓝宝石压力传感器运用应变电阻式作业原理，选用硅-蓝宝石作为半导体灵敏元件，具有无与伦比的计量特征。 

　　蓝宝石系由单晶体绝缘体元素构成，不会发生滞后、疲惫和蠕变表象；蓝宝石比硅要巩固，硬度更高、不怕形变；并且蓝宝石有着非常好的弹性和绝缘性，因而，运用硅-蓝宝石制作的半导体灵敏元件，对温度改变不灵敏，即便高温条件下，也有着极好的作业特性；蓝宝石的抗辐射特性极强；别的，硅-蓝宝石半导体灵敏元件无p-n飘移，因而，从根本上简化了制作技能，提高了重复性，保证了高成品率。 

　　用硅-蓝宝石半导体灵敏元件制作的压力传感器和变送器，可在最恶劣的作业条件下正常作业，并且可靠性高，精度好，温度差错极小，性价比高。 

　　分散硅压力传感器 

　　分散硅压力传感器的作业原理是：被测介质的压力直接效果于传感器的膜片上（不锈钢或陶瓷），使膜片发生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生改变，用电子线路检查这一改变，并变换输出一个对应于这一压力的规范丈量信号。 

　　陶瓷压力传感器 

　　抗腐蚀的陶瓷压力传感器没有液体的传递，压力直接效果在陶瓷膜片的前外表、室膜片的外表，使膜片发生细小的形变，厚膜电阻打印在陶瓷膜片的反面，连接成一个惠斯通电桥（闭桥），由于压敏电阻的压阻效应，使电桥发生一个与压力成正比的高度线性，与鼓励电压成正比的电压信号，规范的信号依据压力量程的不一样标定为2.0、3.0、3.3mV等，能够和应变式传感器相兼容。经过激光标定，传感器具有很高的温度稳定性和时刻稳定性，传感器自带温度抵偿0℃~70℃，并能够和绝大多数介质直接触摸。 

　　陶瓷是一种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和轰动的资料。陶瓷的热稳定性及它的厚膜电阻能够使它的作业温度规模高达-40℃~135℃，并且具有丈量的高精度、高稳定性。电器绝缘程度大于2KV，输出信号强，长时间稳定性好。高特性、低报价的陶瓷传感器将是压力传感器的发展方向，在欧美国家有全部代替其他类型传感器的趋势，在中国不断增加的用户运用陶瓷传感器代替分散硅压力传感器。 电子电路设计。

　　陶瓷厚膜构造与力敏Z-元件的优势互补 

　　厚膜压力传感器是继分散硅压力传感器以后压力传感器的又一次严重的技能创新，而力敏Z-元件是当前国内外唯一具有数字信号输出的灵敏元件，因而陶瓷厚膜技能与力敏Z-元件的最简略电路的奇妙联系，能够呈现一种功能优良、本钱低价的新式传感器。具体来说，陶瓷厚膜技能有下述长处： 

　　●陶瓷弹性体功能优良，平坦、均匀、质密的资料在程度规模内都严格遵从虎克规律，无塑性变形。 

　　●厚膜电阻（包含高温导线）能与陶瓷弹性膜片牢固地烧结在一起，不需用胶进行张贴。这种刚性构造蠕变小，漂移小，静态功能稳定，动态功能好。 

　　●厚膜弹性体构造简略，易于制备。它与分散硅压力传感器比较，不需半导体平面技能来构成分散电阻弹性膜片，大幅度减小了生产线的前期投入和技能加工本钱。 

　　●陶瓷厚膜构造耐液体或气体介质的腐蚀，不需经过不锈钢膜片和硅油的变换与阻隔，封装构造简化，进一步降低本钱。 

　　●作业量程宽。量程决定于膜片的有用半径与厚度之比，只需微压力不小于1Kpa，原则上较高的量程也易于完成。 

　　●作业温度规模宽，可达-40℃~120℃。 

　　陶瓷厚膜力数字传感器的构造规划 

　　陶瓷厚膜力数字传感器主要由瓷环、陶瓷膜片和陶瓷盖板三有些构成。陶瓷膜片作为感力弹性体，选用95%的Al2O3瓷精加工而成，需求平坦、均匀、质密，其厚度与有用半径视规划量程而定。 

　　瓷环选用热压铸技能高温烧制成型。陶瓷膜片与瓷环之间选用高温玻璃浆料，经过厚膜打印、热烧成技能烧制在一起，构成周边固支的感力杯状弹性体，即在陶瓷的周边固支有些应构成无蠕变的刚性构造。在陶瓷膜片上外表，即瓷杯底部，用厚膜技能技能做成传感器的电路。陶瓷盖板下部的圆形凹槽使盖板与膜片之间构成必定空隙，经过限位可防止膜片过载时因过度曲折而破裂，构成对传感器的抗过载维护。