一、工作原理

壓力傳感器(Pressure Transducer)是能感受壓力信號，并能按照一定的規律將壓力信號轉換成可用的輸出的電信號的器件或裝置。壓力傳感器通常由壓力敏感元件和信號處理單元組成。按不同的測試壓力類(lèi)型，壓力傳感器可分為表壓傳感器、差壓傳感器和絕壓傳感器。是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業(yè)。

二、應用領(lǐng)域

壓力傳感器主要應用于：增壓缸、增壓器、氣液增壓缸、氣液增壓器、壓力機，壓縮機，空調制冷設備等領(lǐng)域。

應用于液壓系統

壓力傳感器在液壓系統中主要是來(lái)完成力的閉環(huán)控制。當控制閥芯突然移動(dòng)時(shí)，在極短的時(shí)間內會(huì )形成幾倍于系統工作壓力的尖峰壓力。在典型的行走機械和工業(yè)液壓中，如果設計時(shí)沒(méi)有考慮到這樣的極端工況，任何壓力傳感器很快就會(huì )被破壞。需要使用抗沖擊的壓力傳感器，壓力傳感器實(shí)現抗沖擊主要有2種方法，一種是換應變式芯片，另一種方法是外接盤(pán)管，一般在液壓系統中采用第一種方法，主要是因為安裝方便。此外還有一個(gè)原因是壓力傳感器還要承受來(lái)自液壓泵不間斷的壓力脈動(dòng)。

應用于安全控制系統

壓力傳感器在安全控制系統中經(jīng)常應用，主要針對的領(lǐng)域是空壓機自身的安全管理系統。在安全控制領(lǐng)域有很多傳感器應用，壓力傳感器作為一種非常常見(jiàn)的傳感器，在安全控制系統中應用也不足為奇。

在安全控制領(lǐng)域應用一般從性能方面來(lái)考慮，從價(jià)格上的考慮，還有從實(shí)際操作的安全性方便性來(lái)考慮，實(shí)際證明選擇壓力傳感器的效果非常好。壓力傳感器利用機械設備的加工技術(shù)將一些元件以及信號調節器等裝置安裝在一塊很小的芯片上面。所以體積小也是它的優(yōu)點(diǎn)之一，除此之外，價(jià)格便宜也是它的另一大優(yōu)點(diǎn)。在一定程度上它能夠提高系統測試的準確度。在安全控制系統中，通過(guò)在出氣口的管道設備中安裝壓力傳感器來(lái)在一定程度上控制壓縮機帶來(lái)的壓力，這算是一定的保護措施，也是非常有效的控制系統。當壓縮機正常啟動(dòng)后，如果壓力值未達到上限，那么控制器就會(huì )打開(kāi)進(jìn)氣口通過(guò)調整來(lái)使得設備達到最大功率。

應用于注塑模具

壓力傳感器在注塑模具中有著(zhù)重要的作用。壓力傳感器可被安裝在注塑機的噴嘴、熱流道系統、冷流道系統和模具的模腔內，它能夠測量出塑料在注模、充模、保壓和冷卻過(guò)程中從注塑機的噴嘴到模腔之間某處的塑料壓力。

應用于監測礦山壓力

傳感器技術(shù)作為礦山壓力監控的關(guān)鍵性技術(shù)之一。一方面，我們應該正確應用已有的各種傳感器來(lái)為采礦行業(yè)服務(wù)；另一方面，作為傳感器廠(chǎng)家還要研制和開(kāi)發(fā)新型壓力傳感器來(lái)適應更多的采礦行業(yè)應用。壓力傳感器有多種，而基于礦山壓力監測的特殊環(huán)境，礦用壓力傳感器主要有：振弦式壓力傳感器、半導體壓阻式壓力傳感器、金屬應變片式壓力傳感器、差動(dòng)變壓器式壓力傳感器等。這些傳感器在礦產(chǎn)行業(yè)都有廣泛的應用，具體使用哪種傳感器還有根據具體的采礦環(huán)境進(jìn)行選擇。

應用于促進(jìn)睡眠

壓力傳感器本身無(wú)法促進(jìn)睡眠，我們只是將壓力傳感器放在床墊地下，由于壓力傳感器具有高靈敏度，當人發(fā)生翻身、心跳以及呼吸等有關(guān)的動(dòng)作時(shí)，傳感器會(huì )分析這一系列信息，去推斷睡眠人睡覺(jué)處于一個(gè)什么狀態(tài)，然后通過(guò)對傳感器的分析，收集傳感器的信號得到心跳和呼吸節奏等睡眠的數據，最后將所有數據處理譜成一首段的曲目，當然能將你一個(gè)晚上的睡眠壓縮成一首幾分鐘的音樂(lè )。

應用于壓縮機，空調冷設備

壓力傳感器常用于空氣壓力機，以及空調制冷設備，這類(lèi)傳感器產(chǎn)品外形小巧、安裝方便、導壓口一般采用專(zhuān)用閥針式設計。

三、選型原則

現代傳感器在原理與結構上千差萬(wàn)別，如何根據具體的測量目的、測量對象以及測量環(huán)境合理地選用傳感器，是在進(jìn)行某個(gè)量的測量時(shí)首先要解決的問(wèn)題。當傳感器確定之后，與之相配套的測量方法和測量設備也就可以確定了。測量結果的成敗，在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理。

1、根據測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類(lèi)型

要進(jìn)行—個(gè)具體的測量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。因為，即使是測量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據被測量的特點(diǎn)和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問(wèn)題：量程的大??；被測位置對傳感器體積的要求；測量方式為接觸式還是非接觸式；信號的引出方法，有線(xiàn)或是非接觸測量；傳感器的來(lái)源，國產(chǎn)還是進(jìn)口，價(jià)格能否承受，還是自行研制。

在考慮上述問(wèn)題之后就能確定選用何種類(lèi)型的傳感器，然后再考慮傳感器的具體性能指標。

2、靈敏度的選擇

通常，在傳感器的線(xiàn)性范圍內，希望傳感器的靈敏度越高越好。因為只有靈敏度高時(shí)，與被測量變化對應的輸出信號的值才比較大，有利于信號處理。但要注意的是，傳感器的靈敏度高，與被測量無(wú)關(guān)的外界噪聲也容易混入，也會(huì )被放大系統放大，影響測量精度。因此，要求傳感器本身應具有較高的信噪比，盡量減少從外界引入的廠(chǎng)擾信號。

傳感器的靈敏度是有方向性的。當被測量是單向量，而且對其方向性要求較高，則應選擇其它方向靈敏度小的傳感器；如果被測量是多維向量，則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。

3、頻率響應特性

傳感器的頻率響應特性決定了被測量的頻率范圍，必須在允許頻率范圍內保持不失真的測量條件，實(shí)際上傳感器的響應總有—定延遲，希望延遲時(shí)間越短越好。

傳感器的頻率響應高，可測的信號頻率范圍就寬，而由于受到結構特性的影響，機械系統的慣性較大，因有頻率低的傳感器可測信號的頻率較低。

在動(dòng)態(tài)測量中，應根據信號的特點(diǎn)(穩態(tài)、瞬態(tài)、隨機等)響應特性，以免產(chǎn)生過(guò)火的誤差。

4、線(xiàn)性范圍

傳感器的線(xiàn)形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。以理論上講，在此范圍內，靈敏度保持定值。傳感器的線(xiàn)性范圍越寬，則其量程越大，并且能保證一定的測量精度。在選擇傳感器時(shí)，當傳感器的種類(lèi)確定以后首先要看其量程是否滿(mǎn)足要求。

但實(shí)際上，任何傳感器都不能保證絕對的線(xiàn)性，其線(xiàn)性度也是相對的。當所要求測量精度比較低時(shí)，在一定的范圍內，可將非線(xiàn)性誤差較小的傳感器近似看作線(xiàn)性的，這會(huì )給測量帶來(lái)極大的方便。

5、穩定性

傳感器使用一段時(shí)間后，其性能保持不變化的能力稱(chēng)為穩定性。影響傳感器長(cháng)期穩定性的因素除傳感器本身結構外，主要是傳感器的使用環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩定性，傳感器必須要有較強的環(huán)境適應能力。

在選擇傳感器之前，應對其使用環(huán)境進(jìn)行調查，并根據具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器，或采取適當的措施，減小環(huán)境的影響。

傳感器的穩定性有定量指標，在超過(guò)使用期后，在使用前應重新進(jìn)行標定，以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化。

在某些要求傳感器能長(cháng)期使用而又不能輕易更換或標定的場(chǎng)合，所選用的傳感器穩定性要求更嚴格，要能夠經(jīng)受住長(cháng)時(shí)間的考驗。

6、精度

精度是傳感器的一個(gè)重要的性能指標，它是關(guān)系到整個(gè)測量系統測量精度的一個(gè)重要環(huán)節。傳感器的精度越高，其價(jià)格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿(mǎn)足整個(gè)測量系統的精度要求就可以，不必選得過(guò)高。這樣就可以在滿(mǎn)足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡(jiǎn)單的傳感器。

如果測量目的是定性分析的，選用重復精度高的傳感器即可，不宜選用絕對量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得精確的測量值，就需選用精度等級能滿(mǎn)足要求的傳感器。

對某些特殊使用場(chǎng)合，無(wú)法選到合適的傳感器，則需自行設計制造傳感器。自制傳感器的性能應滿(mǎn)足使用要求。

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