压力传感器的原理与分类

　　压力传感器可以根据不同的物理原理将压力转换成电信号。压力传感器最常用的三种类型是:压阻式、电容式和电磁式。压阻式传感器。

　　压力传感器利用材料或部件中的电阻来测量压力。金属箔、墨水、弹性体和半导体是常用的传感器材料。应变器是最常用的金属箔传感器之一，常用于测星物体的静态压力,电容式传感器。

　　电容传感器通过测量电容变化来测量压力。电容传感器由两个带电极的平行板组成，当电容器的电容值在一个金属薄膜上施加压力时会发生变化。这种传感器的优点是非常稳定可靠电磁传感器。

　　电磁传感器利用磁场中运动的磁性物质产生电势差。当压力作用于磁性物质时，磁场会发生变化，从而导致电势差的变化。这种传感器通常用于测量压力非常高的物体，例如在水力发电厂测量水轮机的压力。

　　类型

　　1、电位计式压力传感器

　　电位计式压力传感器使用波尔登管作为压力感应元件，驱动滑块提供压力测量值。利用变阻原理，滑块在电阻元件上移动输出与施加压力成比例的电压。

　　电位计式压力传感器的优点是简单、成本低、适用于许多应用，并具有输出信号强的优点。其缺点则包括由于滑动摩擦引起的高滞后现象、对振动敏感以及滑动摩擦导致的滑块有限使用寿命等。电位计式压力传感器

　　2、电容式压力传感器

　　电容式压力传感器通过电容值的变化将压力转化为电信号。电容式压力传感器最重要的部件是内部的偏转薄膜片，偏转膜片随着外加的压力而偏转，从而导致电容值的改变，然后经过校准后就可以提供压力读数。

　　电容式压力传感器内部由一个具有一个静态电极和一个可弯曲薄膜的电容器。这些电极的固定电容面积与电极之间的距离成正比。它使用一个薄膜隔膜作为电容器的一个电极。施加的压力会导致隔膜偏转和电容值的变化。要测量的压力施加在可弯曲薄膜一侧，随之产生的偏转导致电容值的变化，可以使用电路进行测量。

　　3、感应式压力传感器

　　感应式压力传感器使用线性差动变压器(LVDT)来改变变压器的主次线圈之间的感应耦合程度。压力传感器铁芯的移动通过LVDT来测量。输出电压取决于与感受压力的铁芯的移动。因此，铁芯在变压器内进出移动，从而改变输出电压。

　　感应式压力传感器具有许多优点，如寿命长、开关速率高、结果可预测和性能优良。它也有一些缺点，如感应式传感器的感测范围取决于被探测的金属类型、形状、尺寸以及设计中使用的线圈尺寸。这就是为什么感应式传感器在感测距离上存在一定的限制。

　　4、压电式压力传感器

　　压电式压力传感器内部的陶瓷或石英等材料在受到机械应力时产生电势。压电传感器的主要原理是当施加力于石英晶体时，在晶体表面产生电荷。施加的力的充电速率是输入信号。由于产生的电荷非常小，需要使用充电放大器来产生足够大以进行测量的输出电压。压电压力传感器将压电晶体插入固定底座和力求和构件之间。如果施加力于压力口，同样的力将作用在力求和构件上。因此，由于其特性，晶体上将产生电势差。产生的电压将与施加力的大小成比例。

　　5、应变式压力传感器

　　应变式压力传感器是最常见的压力传感器类型。应变式压力传感器利用在伸缩时材料电阻的变化来测量压力。应变计元件可以由金属或半导体材料制成，由于材料几何形状的改变而导致应变计的电阻变化。

　　将应变计粘贴在薄膜上，就得到一个随施加压力而改变电阻的装置，就是应变式压力传感器。

　　6、可变磁阻式压力传感器

　　磁阻是由于磁路产生的电流阻力。电感是线圈形成磁通线的属性。线圈中的电感量取决于线圈中导线的匝数、导线中的电流量、放置在线圈内的磁芯的类型或磁芯的位置。改变线圈中电感量的一种简单方法是改变线圈内可移动磁芯的位置。可移动磁芯与薄膜相连，当压力移动薄膜时，磁芯将随之移动并改变线圈中的电感量。随着电感量的变化，感应电抗也会发生变化。电感的变化会导致感应器上电压降的改变，或者改变振荡器电路参数。