压力传感器有哪些种类？几种重要压力传感器解析

压力传感器通常使用隔膜和应变计电桥来检测和测量施加在单位面积上的力。关键规格包括传感器功能、最小和最大工作压力、满量程精度以及设备特有的任何功能。

使用压力传感器，可以进行压力测量以确定一系列不同值和不同类型的压力，具体取决于压力测量是相对于大气、真空条件还是其他压力参考水平进行的。压力传感器是可以设计和配置为检测这些变量的压力的仪器。绝对压力传感器旨在测量相对于真空的压力，并且它们设计有一个封闭在传感器本身内的参考真空。

传感器通常由敏感元件和转换元件两部分组成。敏感元件是指传感器能直接感受到或响应被测物的部分;转换元件是指传感器的一部分，它将敏感元件感受到的或响应的测量应变转换成适合传输或测量的电信号。

由于传感器的输出信号一般很弱，需要对其进行调制和放大。随着集成技术的发展，人们也将这部分电路和电源等电路安装在传感器内部。这样，传感器可以输出易于处理和传输的有用信号。过去技术相对落后的时候，所谓的传感器是指上面的敏感元件，发送器就是上面的转换元件。

压力传感器按传感方式可以分为一下几类：

1、压阻式压力传感器

电阻应变片是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。

2、陶瓷压力传感器

陶瓷压力传感器基于压阻效应，压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠斯通电桥，由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号，标准的信号根据压力量程的不同标定为2.0/3.0/3.3mV/V等，可以和应变式传感器相兼容。

3、扩散硅压力传感器：

扩散硅压力传感器工作原理也是基于压阻效应，利用压阻效应原理，被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上(不锈钢或陶瓷)，使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生变化，利用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。

4、蓝宝石压力传感器：

利用应变电阻式工作原理，采用硅-蓝宝石作为半导体敏感元件，具有无与伦比的计量特性。因此，利用硅-蓝宝石制造的半导体敏感元件，对温度变化不敏感，即使在高温条件下，也有着很好的工作特性;蓝宝石的抗辐射特性强;另外，硅-蓝宝石半导体敏感元件，无p-n漂移。

5、压电式压力传感器：

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。

按照功能进行分类：

1、无液气压计传感器

无液气压计装置由一个空心金属外壳组成，该外壳在其顶部和底部具有柔性表面。大气压力的变化会导致这种金属外壳改变形状，机械杠杆会增加变形以提供更明显的结果。通过以波纹管设计制造传感器，也可以提高变形程度。杠杆通常连接到一个指针转盘，将加压变形转化为比例测量值或记录压力随时间变化的气压计。无液气压计传感器紧凑耐用，在其操作中不使用液体。然而，压力传感元件的质量限制了设备的响应速度，使其对动态压力传感项目的效果较差。

2、压力计传感器

压力计是一种流体压力传感器，它提供了相对简单的设计结构和比大多数无液气压计更高的精度水平。它通过记录压力对液体柱的影响来进行测量。压力计最常见的形式是 U 形模型，其中压力施加到管的一侧，使液体排出并导致一端的液位下降，而另一端的相关上升。压力水平由管两端之间的高度差表示，并根据设备内置的刻度进行测量。

通过倾斜压力计的一条腿可以提高读数的精度。也可以连接一个流体储存器，以使其中一条腿的高度降低不明显。如果 U 形管的一条腿通向大气，则压力计可以作为仪表传感器有效，并且当向两条腿施加压力时，它们可以用作差压传感器。然而，它们仅在特定压力范围内有效，并且与无液气压计一样，响应速度较慢，不足以进行动态压力传感。

3、密封压力传感器

当希望获得相对于参考值(例如海平面上的大气压力)的压力测量值，但无法让传感器直接打开到该参考压力时，使用密封压力传感器。例如，在潜水车辆上，密封压力传感器可用于通过测量环境压力并将其与密封装置中可用的大气压力进行比较来确定车辆的深度。