德國REXROTH力士樂適合于液壓應(yīng)用的壓力傳感器工作原理:
壓力傳感器堅固耐用的壓力傳感器專為滿足工業(yè)液壓的苛刻要求而開發(fā),因此可確保在整個使用期限內(nèi)保持操作狀態(tài)。
壓力傳感器是一種能將壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號或其他可測量信號的裝置,廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、航空航天、汽車電子等領(lǐng)域。以下從原理、分類、特點、應(yīng)用及選型等方面詳細介紹:
壓力傳感器的核心是 敏感元件(如彈性膜片、應(yīng)變片、電容極板等),通過感知壓力引起的物理形變或參數(shù)變化,再經(jīng)轉(zhuǎn)換電路輸出電信號(如電壓、電流、頻率等)。常見原理包括:
應(yīng)變式:利用金屬或半導(dǎo)體應(yīng)變片的電阻隨機械形變而變化的特性,將壓力轉(zhuǎn)換為電阻值變化,再通過電橋電路轉(zhuǎn)換為電壓信號。
壓阻式:基于半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)(如硅材料),壓力作用下電阻率改變,直接輸出電信號,精度高、響應(yīng)快。
電容式:通過壓力改變電容極板間距或面積,導(dǎo)致電容值變化,經(jīng)電路轉(zhuǎn)換為電信號,適用于微壓力測量。
壓電式:利用壓電材料(如石英晶體、壓電陶瓷)在壓力下產(chǎn)生電荷的特性,適用于動態(tài)壓力測量(如沖擊波、振動)。
振弦式:壓力作用于振弦使其張力變化,固有振動頻率隨之改變,通過檢測頻率變化測量壓力,抗干擾能力強,適合惡劣環(huán)境。
德國REXROTH力士樂適合于液壓應(yīng)用的壓力傳感器結(jié)構(gòu)或應(yīng)用場景,壓力傳感器可分為多種類型:
按測量壓力類型
絕壓傳感器:測量絕對壓力(以真空為參考零點),如大氣壓力、密封容器內(nèi)壓力。
表壓傳感器:測量相對壓力(以大氣壓為參考零點),如管道內(nèi)流體壓力。
差壓傳感器:測量兩個壓力源的差值,如液位差、流量差。
按敏感元件材料
金屬式:如應(yīng)變片式,耐用性好,適合工業(yè)環(huán)境。
半導(dǎo)體式:如硅壓阻式,精度高、集成度高,常用于消費電子和醫(yī)療設(shè)備。
陶瓷式:耐腐蝕、耐高溫,適用于化工、食品行業(yè)。
壓力傳感器具有以下特點,這些特點使其在不同領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用:
一、高精度與高靈敏度
精確測量:部分型號(如半導(dǎo)體壓阻式、電容式)精度可達 ±0.01% FS 甚至更高,能滿足實驗室、醫(yī)療設(shè)備等對測量精度要求場景。
微小壓力感知:可檢測低至 0.1Pa 的微壓力變化(如氣象監(jiān)測、生物醫(yī)學(xué)中的細胞壓力檢測)。
二、多樣化的測量范圍
寬量程覆蓋:從 真空環(huán)境(-100kPa 絕壓)到 超高壓場景(如 1000MPa 以上的液壓系統(tǒng))均有對應(yīng)型號,適應(yīng)不同壓力環(huán)境。
例:工業(yè)用壓力傳感器可測量鍋爐內(nèi)數(shù)十兆帕的高壓,而氣象傳感器則用于測量大氣壓力的微小波動(約 100kPa 量級)。
三、快速響應(yīng)與動態(tài)特性
高頻動態(tài)測量:壓電式、MEMS 壓阻式傳感器響應(yīng)時間可低至 微秒級,適合捕捉瞬態(tài)壓力變化(如爆炸沖擊波、發(fā)動機缸內(nèi)壓力波動)。
實時性強:能滿足工業(yè)自動化中實時控制的需求(如注塑機液壓系統(tǒng)的壓力閉環(huán)調(diào)節(jié))。
四、環(huán)境適應(yīng)性強
耐高溫 / 低溫:
陶瓷封裝傳感器可在 -40℃~300℃ 環(huán)境下工作(如汽車發(fā)動機艙、冶金熔爐附近)。
特殊定制型號(如采用藍寶石襯底)甚至可耐受 800℃ 以上高溫。
抗腐蝕與抗沖擊:
不銹鋼、陶瓷等材質(zhì)傳感器可抵御酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì)(如化工管道、海水淡化設(shè)備)。
加固型結(jié)構(gòu)設(shè)計(如焊接密封)可承受 1000g 以上的沖擊載荷(適用于工程機械、航空航天)。
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