主流压力传感器工作原理
1. 扩散硅压阻式(最常用,工业/汽车)
核心:硅晶片上蚀刻4个电阻组成惠斯通电桥。
介质压力挤压硅膜片产生形变,内部电阻阻值同步变化;电桥输入稳定电压,受压后输出与压力成正比的微弱电压信号,经放大电路转为4-20mA/0-10V标准信号。
特点:测静态压力,成本低。
2. 陶瓷压阻式(耐腐蚀、污水、酸碱)
氧化铝陶瓷膜片印刷电阻电路,压力使陶瓷膜弯曲,电阻改变。
原理同扩散硅,区别在于材质:陶瓷不生锈、耐酸碱,硬度高不易磨损。
3. 电容式(微压差、高精度液位)
两片金属薄膜构成电容器,固定膜片+感应膜片。
压力差推动感应膜片偏移,两片极板间距改变,电容值随之变化;电路检测电容换算成压力。
优势:温漂小,适合微小风压、液位测量。
4. 金属应变片式(高压、工程机械液压)
金属弹性筒体表面粘贴金属应变电阻片,组成电桥。
高压作用在弹性体使其轻微变形,应变片拉伸/压缩,电阻发生变化,输出压力信号。
适合几百MPa高压场景。
5. 压电式(仅动态冲击压力,不能静态测压)
核心压电晶体(石英、陶瓷),晶体受瞬时冲击力挤压,表面产生电荷。
压力消失电荷随即消散,只能捕捉脉冲、震动、发动机爆震、爆破瞬时压力;无法测量恒定静态压力。
6. 谐振式(实验室计量超高精度)
内部谐振振膜,压力改变振膜振动频率,通过检测频率变化换算压力。
精度等级最高,多用于压力校准标准仪器。
补充:压力开关(开关型压力传感器)
无模拟信号输出,纯机械结构:弹簧+膜片,压力达到设定阈值,机械触点接通/断开,仅做报警、启停控制。