4大壓力變送器的原理及應(yīng)用（包括單晶硅和擴(kuò)散硅型）

上海自動(dòng)化儀表有限公司這里為大家講解一下市場(chǎng)上常見的4種壓力變送器的工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景，其中包括精度較高的單晶硅壓力變送器，電容式壓力變送器，擴(kuò)散硅壓力變送器和陶瓷壓力變送器。這幾種壓力變送器雖然都是用來測(cè)量壓力等數(shù)據(jù)，但因?yàn)楣ぷ髟淼牟煌瑐鞲衅鞯臉?gòu)造上也不盡相同。

單晶硅壓力變送器的工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景：

采用德國先進(jìn)的MEMS技術(shù)制成的單晶硅傳感器芯片、雙梁懸浮式設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了國際領(lǐng)先的高準(zhǔn)確度、超高過壓性能優(yōu)異的穩(wěn)定性。內(nèi)嵌德國信號(hào)處理模塊，實(shí)現(xiàn)靜壓與溫度補(bǔ)償?shù)耐昝澜Y(jié)合，可在大范圍內(nèi)的靜壓和溫度變化下提供極高的測(cè)量精度和長期穩(wěn)定性。產(chǎn)品應(yīng)用于石化、天然氣、環(huán)保工程，制藥工程、食品工程，水利工程、海洋工程，工程機(jī)械、流體設(shè)備。

電容式壓力變送器的工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景：

電容式壓力變送器被測(cè)介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩個(gè)壓力室，作用在測(cè)壓元件(即敏感元件)的兩側(cè)隔離膜片上，通過隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測(cè)量膜片兩側(cè)。電容式壓力變送器是由測(cè)量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個(gè)電容器。 當(dāng)兩側(cè)壓力不一致時(shí)，致使測(cè)量膜片產(chǎn)生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側(cè)電容量就不等，通過振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號(hào)。

電容式壓力變送器和電容式絕對(duì)壓力變送器的工作原理和差壓變送器相同，所不同的是低壓室壓力是大氣壓或真空。電容式壓力變送器的A/D轉(zhuǎn)換器將解調(diào)器的電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，其值被微處理器用來判定輸入壓力值。微處理器控制變送器的工作。另外，它進(jìn)行傳感器線性化。重置測(cè)量范圍。工程單位換算、阻尼、開方，傳感器微調(diào)等運(yùn)算，以及診斷和數(shù)字通信。可廣泛地應(yīng)用于石油、化工、鋼鐵、電力、輕工、環(huán)保等工業(yè)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種壓力、差壓、流量、液位等工業(yè)過程的測(cè)量，能夠適用于各種惡劣危險(xiǎn)環(huán)境及腐蝕性介質(zhì)。

擴(kuò)散硅壓力變送器的工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景：

擴(kuò)散硅壓力傳感器是利用壓阻效應(yīng)原理，采用集成工藝技術(shù)經(jīng)過摻雜、擴(kuò)散，沿單晶硅片上的特點(diǎn)晶向，制成應(yīng)變電阻，構(gòu)成惠斯凳電橋。利用硅材料的彈性力學(xué)特性，在同一切硅材料上進(jìn)行各向異性微加工，就制成了一個(gè)集力敏與力電轉(zhuǎn)換檢測(cè)于一體的擴(kuò)散硅傳感器。擴(kuò)散硅壓力傳感器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，傳感器的電阻值發(fā)生變化，用電子線路檢測(cè)這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量信號(hào)。

主要用于工業(yè)過程自動(dòng)化控制中的壓力、流量、液位、真空度、密度等參數(shù)的測(cè)量，廣泛應(yīng)用于冶金、電力、化工、煤化工、核電、建材、船舶、機(jī)械制造、垃圾處理、高速公路、城市供熱、軍工、醫(yī)藥、食品等各個(gè)行業(yè)。

陶瓷壓力變送器的工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景：

陶瓷基板與隔膜鍍上金屬作為電極使用。兩種陶瓷部件通過玻璃密封連接在一起， 保持可控間隙，以便兩個(gè)金屬電極形成電容。如果施加壓力，那么將改變基板與隔膜的間隙，從而改變傳感元件的電容量，通過后續(xù)的處理電路形成壓力相關(guān)信號(hào)輸出。由于陶瓷膜片邊緣固定在陶瓷基座上，周邊支撐，受力時(shí)中間形變大，邊緣形變小，電容量產(chǎn)生非線性并使靈敏度降低。為了減少溫度影響和邊緣效應(yīng)，設(shè)計(jì)師在陶瓷膜片上設(shè)置一圓形的單電極作為公共電極，陶瓷蓋板上設(shè)置雙電極并使面積相等，構(gòu)成同軸環(huán)狀的雙電容傳感器。

上海自動(dòng)化儀表有限公司中心為測(cè)量電容Cp, 邊緣環(huán)形為參考電容Cr，Cr的外側(cè)是固支邊。后續(xù)的信號(hào)調(diào)理電路處理的是兩電容的壓差，利用方波激勵(lì)信號(hào)把Cp和Cr的變化量分別轉(zhuǎn)換為直流電壓輸出，通過兩輸出電壓的差值信號(hào)來測(cè)量外加壓力的大小。雙電容結(jié)構(gòu)大大減小了傳感器系統(tǒng)的非線性誤差，同時(shí)在環(huán)境溫度變化時(shí)，由于兩電容感受同一溫度的變化，溫度對(duì)它們產(chǎn)生的溫度效應(yīng)是一致的，這就抵消了溫度變化帶來的測(cè)量誤差，實(shí)現(xiàn)溫度自補(bǔ)償?shù)淖饔谩?/p>