更新時(shí)間:2024-06-01
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廠(chǎng)商性質(zhì):經(jīng)銷(xiāo)商
生產(chǎn)地址:德國
品牌 | HYDAC/德國賀德克 | 應用領(lǐng)域 | 電子,交通,冶金,汽車(chē),電氣 |
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根據結構與原理的不同,壓力傳感器可分為:應變式、壓阻式、電容式、壓電式、振頻式壓力傳感器等。此外還有光電式、光纖式、超聲式壓力傳感器等。
1、應變式壓力傳感器
應變式壓力傳感器是一種通過(guò)測量各種彈性元件的應變來(lái)間接測量壓力的傳感器。根據制作材料的不同,應變元件可以分為金屬和半導體兩大類(lèi)。應變元件的工作原理基于導體和半導體的“應變效應",即當導體和半導體材料發(fā)生機械變形時(shí),其電阻值將發(fā)生變化。
當金屬絲受外力作用時(shí),其長(cháng)度和截面積都會(huì )發(fā)生變化,其電阻值即會(huì )發(fā)生改變,假如金屬絲受外力作用而伸長(cháng)時(shí),其長(cháng)度增加,而截面積減少,電阻值便會(huì )增大。當金屬絲受外力作用而壓縮時(shí),長(cháng)度減小而截面增加,電阻值則會(huì )減小。只要測出加在電阻兩端的電壓的變化,即可獲得應變金屬絲的應變情況。
2、壓阻式壓力傳感器
壓阻壓力傳感器是指利用單晶硅材料的壓阻效應和集成電路技術(shù)制成的傳感器。單晶硅材料在受到力的作用后,電阻率發(fā)生變化,通過(guò)測量電路就可得到正比于力變化的電信號輸出。它又稱(chēng)為擴散硅壓阻壓力傳感器,它不同于粘貼式應變計需通過(guò)彈性敏感元件間接感受外力,而是直接通過(guò)硅膜片感受被測壓力的。
壓阻壓力傳感器主要基于壓阻效應(Piezoresistive effect)。壓阻效應是用來(lái)描述材料在受到機械式應力下所產(chǎn)生的電阻變化。不同于壓電效應,壓阻效應只產(chǎn)生阻抗變化,并不會(huì )產(chǎn)生電荷。
大多數金屬材料與半導體材料都被發(fā)現具有壓阻效應。其中半導體材料中的壓阻效應遠大于金屬。由于硅是現今集成電路的主要原料,以硅制作而成的壓阻性元件的應用就變得非常有意義。硅的電阻變化不單是來(lái)自與應力有關(guān)的幾何形變,而且也來(lái)自材料本身與應力相關(guān)的電阻,這使得其程度因子大于金屬數百倍之多。N型硅的電阻變化主要是由于其三個(gè)導帶谷對的位移所造成不同遷移率的導帶谷間的載子重新分布,進(jìn)而使得電子在不同流動(dòng)方向上的遷移率發(fā)生改變。其次是由于來(lái)自與導帶谷形狀的改變相關(guān)的等效質(zhì)量(effective mass)的變化。在P型硅中,此現象變得更復雜,而且也導致等效質(zhì)量改變及電洞轉換。
壓阻壓力傳感器一般通過(guò)引線(xiàn)接入惠斯登電橋中。平時(shí)敏感芯體沒(méi)有外加壓力作用,電橋處于平衡狀態(tài)(稱(chēng)為零位),當傳感器受壓后芯片電阻發(fā)生變化,電橋將失去平衡。若給電橋加一個(gè)恒定電流或電壓電源,電橋將輸出與壓力對應的電壓信號,這樣傳感器的電阻變化通過(guò)電橋轉換成壓力信號輸出。電橋檢測出電阻值的變化,經(jīng)過(guò)放大后,再經(jīng)過(guò)電壓電流的轉換,變換成相應的電流信號,該電流信號通過(guò)非線(xiàn)性校正環(huán)路的補償,即產(chǎn)生了輸入電壓成線(xiàn)性對應關(guān)系的4~20mA的標準輸出信號。
為減小溫度變化對芯體電阻值的影響,提高測量精度,壓力傳感器都采用溫度補償措施使其零點(diǎn)漂移、靈敏度、線(xiàn)性度、穩定性等技術(shù)指標保持較高水平。
3、電容式壓力傳感器
電容式壓力傳感器是一種利用電容作為敏感元件,將被測壓力轉換成電容值改變的壓力傳感器。這種壓力傳感器一般采用圓形金屬薄膜或鍍金屬薄膜作為電容器的一個(gè)電極,當薄膜感受壓力而變形時(shí),薄膜與固定電極之間形成的電容量發(fā)生變化,通過(guò)測量電路即可輸出與電壓成一定關(guān)系的電信號。電容式壓力傳感器屬于極距變化型電容式傳感器,可分為單電容式壓力傳感器和差動(dòng)電容式壓力傳感器。
單電容式壓力傳感器由圓形薄膜與固定電極構成。薄膜在壓力的作用下變形,從而改變電容器的容量,其靈敏度大致與薄膜的面積和壓力成正比而與薄膜的張力和薄膜到固定電極的距離成反比。另一種型式的固定電極取凹形球面狀,膜片為周邊固定的張緊平面,膜片可用塑料鍍金屬層的方法制成。這種型式適于測量低壓,并有較高過(guò)載能力。還可以采用帶活塞動(dòng)極膜片制成測量高壓的單電容式壓力傳感器。這種型式可減小膜片的直接受壓面積,以便采用較薄的膜片提高靈敏度。它還與各種補償和保護部以及放大電路整體封裝在一起,以便提高抗干擾能力。這種傳感器適于測量動(dòng)態(tài)高壓和對飛行器進(jìn)行遙測。單電容式壓力傳感器還有傳聲器式(即話(huà)筒式)和聽(tīng)診器式等型式。
差動(dòng)電容式壓力傳感器的受壓膜片電極位于兩個(gè)固定電極之間,構成兩個(gè)電容器。在壓力的作用下一個(gè)電容器的容量增大而另一個(gè)則相應減小,測量結果由差動(dòng)式電路輸出。它的固定電極是在凹曲的玻璃表面上鍍金屬層而制成。過(guò)載時(shí)膜片受到凹面的保護而不致破裂。差動(dòng)電容式壓力傳感器比單電容式的靈敏度高、線(xiàn)性度好,但加工較困難(特別是難以保證對稱(chēng)性),而且不能實(shí)現對被測氣體或液體的隔離,因此不宜于工作在有腐蝕性或雜質(zhì)的流體中。
4、壓電式壓力傳感器
壓電式壓力傳感器主要基于壓電效應(Piezoelectric effect),利用電氣元件和其他機械把待測的壓力轉換成為電量,再進(jìn)行相關(guān)測量工作的測量精密儀器,比如很多壓力變送器和壓力傳感器。
壓電傳感器不可以應用在靜態(tài)的測量當中,原因是受到外力作用后的電荷,當回路有無(wú)限大的輸入抗阻的時(shí)候,才可以得以保存下來(lái)。但是實(shí)際上并不是這樣的。因此壓電傳感器只可以應用在動(dòng)態(tài)的測量當中。它主要的壓電材料是:磷酸二氫胺、酒石酸鉀鈉和石英。壓電效應就是在石英上發(fā)現的。
當應力發(fā)生變化的時(shí)候,電場(chǎng)的變化很小很小,其他的一些壓電晶體就會(huì )替代石英。酒石酸鉀鈉,它是具有很大的壓電系數和壓電靈敏度的,但是,它只可以使用在室內的濕度和溫度都比較低的地方。磷酸二氫胺是一種人造晶體,它可以在很高的濕度和很高的溫度的環(huán)境中使用,所以,它的應用是非常廣泛的。隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展,壓電效應也已經(jīng)在多晶體上得到應用了。例如:壓電陶瓷,鈮鎂酸壓電陶瓷、鈮酸鹽系壓電陶瓷和鈦酸鋇壓電陶瓷等等都包括在內。
賀德克壓力傳感器常用型號:
HYDAC傳感器EDS1791-N-250-000
HYDAC傳感器HDA4844-A-250-000
HYDAC傳感器EDS3446-1-0250-000
HYDAC傳感器HDA5500-0-0-AC-000
HYDAC傳感器HDA4745-A-160-418 (925353)
HYDAC傳感器HDA4346-A-0010-000-F1+ZBE06
HYDAC傳感器ENS3216-2-0410-000-K
HYDAC傳感器ETS384-3-150-000
HYDAC傳感器EVS3106-A-0300-000
HYDAC傳感器HDA3840-A-350-Y24(6m電纜)
HYDAC傳感器EVS3108-H-0300-000
HYDAC傳感器EDS3348-5-0016-000-F1+ZBE08-05
HYDAC傳感器HDA3845-A-400-000
HYDAC傳感器EVS3104-A-0020-000 + ZBE02帶6m電纜,貨號906735
HYDAC傳感器HDA7446-A-400-000
HYDAC傳感器HDA4444-B-250-000
HYDAC傳感器EDS3446-1-0250-Y00
HYDAC傳感器ETS7246-A-010-000
HYDAC傳感器ETS4144-A-006-000+ZBE03
HYDAC傳感器HDA4744-A-600-138(500bar)