傳感器技術(shù)是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。其種類也非常多，從1883年第一臺(tái)傳感器被發(fā)明，到如今，傳感器的種類已是成千上萬。在眾多的傳感器中，壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器。

1 壓力傳感器簡介

信息社會(huì)里，人們?yōu)榱舜龠M(jìn)社會(huì)生產(chǎn)力的向前發(fā)展，需要用傳感器來檢測許多非電量信息，如壓力、流量等等。從氣壓計(jì)等簡單的指示測量到航空航天等特殊條件和環(huán)境下的高可靠、高精度壓力監(jiān)測控制，其關(guān)鍵部件的壓力傳感器起決定性作用。

壓力傳感器(Pressure Sensor)通常由壓力敏感元件和信號(hào)處理單元組成，是能感受壓力信號(hào)，并能按照一定的規(guī)律將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成可用的輸出的電信號(hào)的器件或裝置。

傳統(tǒng)的壓力傳感器以機(jī)械結(jié)構(gòu)型的器件為主，以彈性元件的形變指示壓力，但這種結(jié)構(gòu)尺寸大、質(zhì)量重，不能提供電學(xué)輸出，所以被最常應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域中。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體壓力傳感器也應(yīng)運(yùn)而生，其特點(diǎn)是體積小、質(zhì)量輕、準(zhǔn)確度高、溫度特性好。特別是隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體傳感器向著微型化發(fā)展，而且其功耗小、可靠性高。

隨著科技的發(fā)展對壓力傳感器的要求一直在變化，壓力傳感器也不斷的在順勢更迭，當(dāng)今世界各國壓力傳感器的研究領(lǐng)域十分廣泛，幾乎滲透到了各行各業(yè)，它的應(yīng)用前景非常的廣泛。

2 壓力傳感器的種類以及原理

壓力傳感器的種類很多，根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)可以分成不同種類。本文介紹一下最為常見的三種壓力傳感器：

1、應(yīng)變片傳感器

電阻應(yīng)變片是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。

壓阻壓力傳感器一般通過引線接入惠斯登電橋中。平時(shí)敏感芯體沒有外加壓力作用，電橋處于平衡狀態(tài)（稱為零位），當(dāng)傳感器受壓后芯片電阻發(fā)生變化，電橋?qū)⑹テ胶?。若給電橋加一個(gè)恒定電流或電壓電源，電橋?qū)⑤敵雠c壓力對應(yīng)的電壓信號(hào)，這樣傳感器的電阻變化通過電橋轉(zhuǎn)換成壓力信號(hào)輸出。電橋檢測出電阻值的變化，經(jīng)過放大后，再經(jīng)過電壓電流的轉(zhuǎn)換，變換成相應(yīng)的電流信號(hào)，該電流信號(hào)通過非線性校正環(huán)路的補(bǔ)償，即產(chǎn)生了與輸入電壓成線性對應(yīng)關(guān)系的輸出信號(hào)。

2、陶瓷壓力傳感器

陶瓷壓力傳感器基于壓阻效應(yīng)，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個(gè)惠斯通電橋，由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的高度線性、與激勵(lì)電壓,也成正比的電壓信號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)根據(jù)壓力量程的不同標(biāo)定為2.0/3.0/3.3mV/v ,等，可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。

3、擴(kuò)散硅壓力傳感器

擴(kuò)散硅壓力變送器是把帶隔離的硅壓阻式壓力敏感元件封裝于不銹鋼殼體內(nèi)制作而成。它能將感受到的液體或氣體壓力轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)對外輸出。

擴(kuò)散硅壓力傳感器工作原理也是基于壓阻效應(yīng)，利用壓阻效應(yīng)原理，被測介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上(不銹鋼或陶瓷)，使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發(fā)生變化，利用電子線路檢測這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)對應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測量信號(hào)。廣泛應(yīng)用于供/排水、熱力、石油、化工、冶金等工業(yè)過程現(xiàn)場測量和控制。

壓力傳感器作為傳感器中的元老，有著非常廣泛的應(yīng)用市場和相對完善的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)積累。壓力傳感器只是傳感器中的一種，隨著萬物互聯(lián)的不斷構(gòu)建，整個(gè)傳感器行業(yè)在未來的應(yīng)用場景都有著非常大的想象空間。

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