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壓阻式壓力傳感器是一種常用的壓力傳感器產(chǎn)品，產(chǎn)品具有性能穩(wěn)定、使用靈活、可靠性高、維護簡便等優(yōu)點，被廣泛用于多個領(lǐng)域中。今天我們主要來介紹一下壓阻式壓力傳感器的應(yīng)用和原理，希望可以幫助到大家。

壓阻式壓力傳感器應(yīng)用

壓阻式傳感器廣泛地應(yīng)用航天、航空、航海、石油化工、動力機械、生物醫(yī)學工程、氣象、地質(zhì)、地震測量等各個領(lǐng)域。在航天和航空工業(yè)中壓力是一個關(guān)鍵參數(shù),對靜態(tài)和動態(tài)壓力,局部壓力和整個壓力場的測量都要求很高的精度。壓阻式傳感器是用于這方面的較理想的傳感器。例如,用于測量直升飛機機翼的氣流壓力分布，測試發(fā)動機進氣口的動態(tài)畸變、葉柵的脈動壓力和機翼的抖動等。在飛機噴氣發(fā)動機中心壓力的測量中，使用專門設(shè)計的硅壓力傳感器,其工作溫度達500℃以上。在波音客機的大氣數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)中采用了精度高達0.05%的配套硅壓力傳感器。在尺寸縮小的風洞模型試驗中，壓阻式傳感器能密集安裝在風洞進口處和發(fā)動機進氣管道模型中。單個傳感器直徑僅2.36毫米，固有頻率高達300千赫,非線性和滯后均為全量程的±0.22%。在生物醫(yī)學方面,壓阻式傳感器也是理想的檢測工具。已制成擴散硅膜薄到10微米,外徑僅0.5毫米的注射針型壓阻式壓力傳感器和能測量心血管、顱內(nèi)、尿道、子宮和眼球內(nèi)壓力的傳感器。圖3是一種用于測量腦壓的傳感器的結(jié)構(gòu)圖。壓阻式傳感器還有效地應(yīng)用于爆炸壓力和沖擊波的測量、真空測量、監(jiān)測和控制汽車發(fā)動機的性能以及諸如測量槍炮膛內(nèi)壓力、發(fā)射沖擊波等兵器方面的測量。此外，在油井壓力測量、隨鉆測向和測位地下密封電纜故障點的檢測以及流量和液位測量等方面都廣泛應(yīng)用壓阻式傳感器。隨著微電子技術(shù)和計算機的進一步發(fā)展，壓阻式傳感器的應(yīng)用還將迅速發(fā)展。

壓阻式壓力傳感器原理

壓阻式壓力傳感器又稱擴散硅壓力傳感器，其核心部分是一塊沿某晶向切割的N型的圓形硅膜片。在膜片上利用集成電路工藝方法擴散上四個阻值相等的P型電阻。用導線將其構(gòu)成平衡電橋。膜片的四周用圓硅環(huán)(硅杯)固定，其下部是與被測系統(tǒng)相連的高壓腔，上部一般可與大氣相通。在被測壓力P作用下，膜片產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變。膜片上各點的應(yīng)力分布給出。當時，徑向應(yīng)力為零值。四個電阻沿晶向并分別在x=0.635r處的內(nèi)外排列，在0.635r之內(nèi)側(cè)的電阻承受的為正值，即拉應(yīng)力(見圖2-25(b))，外側(cè)的電阻承受的是負值，即壓應(yīng)力。由于晶向的橫向為，因此，代入式(2-29)內(nèi)外電阻的相對變化為式中 、--內(nèi)、外電阻上所承受徑向應(yīng)力的平均值。設(shè)計時，要正確地選擇電阻的徑向位置，使,因而使。使四個電阻接入差動電橋，初始狀態(tài)平衡，受力P后，差動電橋輸出與P相對應(yīng)。為了保證較好的測量線性度，要控制膜片邊緣處徑向應(yīng)變。而膜片厚度為h≥式中 --;膜片邊緣允許的最大徑向應(yīng)變。 壓阻式壓力傳感器由于彈性元件與變換元件一體化，尺寸小，其固有頻率很高，可以測頻率范圍很寬的脈動壓力。固有頻率可按下式計算式中 --硅片的密度(kg/m2) 壓阻式壓力傳感器廣泛用于流體壓力、差壓、液位等的測量。特別是它的體積小，最小的傳感器可為0.8mm，在生物醫(yī)學上可以測量血管內(nèi)壓、顱內(nèi)壓等參數(shù)。