导读：单晶式压力传感器

　　如先前所述的，单晶式传感器就是那些集压力感测与转换作用于单一组件上的压力传感器。压力-移动量-电压之间的转换是以下列方法中之一种来完成：

　　（a） 电容式压力传感器：待测压力使得陶瓷膜片弯曲情形，如此就能改变组件的电容量，借着加入必须的电子电路，尽可能将此变形与压力之变化互成关系。因此电容量的变化即比例于压力的变化。（b）压阻式或“厚膜”压力传感器：这种转换器的动作原理乃应用压阻效应，此当材料受到变形时，它的电阻会随着改变。使用厚膜技术将四个电阻连接成惠斯登电桥的型式，安置于氧化铝（Al2O3）膜片上。当待测压力促使膜片变形时，电桥的差电压输出是随着改变。

　　（c） 半导体压力传感器：此种装置也是应用压电效应与电桥电阻形式获得量测结果，在硅支撑物上利用扩散的方法，用以产生膜片，包含电桥电阻的单元以静电处理固定在支撑玻璃上。所以，它就与外界形成机械性的隔离。当硅质膜片偏向时，电桥的输出就随着改变。（d） 压电式压力传感器：这种转换器的动作原理乃应用压电效应，此指当许料受到压迫（力或压力）时会产生电压的性质。这些性质被用来做高频时的压力测量以及声音位准的测量（在此种应用上，最有名的为“晶体式麦克风”）。

　　★ 由于有各种不同型态的压力（绝对压力、差压力、表压力），需要利用传感器来做测量。所以了解那些会影响到传感器使用的其它外围特性是很重要的一件事。因此，对于明了接触到传感器的待测物是为液体或气体，就显得很重要。做为流体测量所使用的传感器，当待测流体有可能损坏传感器时，其应用就不同于那些普通的传感器。其它的重要的因子是测量范围（以bar、psi、Atm等单位来表示）。亦即，在能够维持测量规格精确度要求下传感器可以量测的压力范围。测量范围可以是单极性（压力或真空）或双极性。

　　★ “过压力”（over pressure）或“试验压力”（proof pre-ssure）（ 传感器可以接受而不招致损坏的最大压力）在传感器的选择中相当的重要。对于操作温度范围的了解也很重要。待测的液体或气体物质的温度，绝不能超过传感器的操作温度范围。

　　其它与温度有关的外围因子为温度误差。亦即，在测量规格的某一给定的精确度之内，温度所能变动的范围。另外一个因子为储存温度。其它会影响转换器选择的因子为振动、热疲乏与温度等。最重要的特性为：线性度、灵敏度、稳定度、重复能力与迟滞性。

线性度：转换器指示值与最佳直线间的偏移量。此参数通常是以额满值得百分数来表示。

灵敏度：（或分辨率），可产生一输出信号值的最小输入变动值。以每单位输入的输出信号大小来表示（mv/PSI）。

稳定度：当待转换量（在固定的温度下）在输入端维持固定值时，传感器所能维持输出信号的能力。在某一给定范围内的稳定度，通常是以额满值得百分数来表示。

重复能力：在不同的时间内，相同的待转换量出现在输入端时，传感器重新产生输出信号的能力。重复能力通常是以额满值得百分数来表示。

迟滞性：相同的压力，分别以相反的方向加到传感器，传感器所指示之两个读值间的最大差值。

对于界面系统而言，较重要的因素有激励电压、F.S.O.、以及单位压力的灵敏度。

激励电压：用以传送功率给传感器的电源电压。

　　★ F.S.O.：（满刻度输出）在相关的压力范围之限制下，介于传感器输出电压间的差值。

　　单位压力的灵敏度：当压力改变一个单位值时，输出电压的相对变化值。

　★ 对于某些传感器相关于满刻度压力的输出电压是以供给电压的函数来定，此值以mv/v来表示。当满刻度压力加到传感器且激励电压为一个单位值（伏特）时，传感器所指示的输出值（mv）。

　　传感器的特性：

　1.测量的型态：

　　（1）绝对压力；（2）差压力；（3）表压力；

　　2.使用于：

　　（1）气体；（2）液体；

　　3.测量的范围；4.试验压力；5.操作温度；6.振动；8.线性度；9.灵敏度；10.稳定度；11.重复能力；12.迟滞性；13.激励电压；14.F.S.O（满刻度输出）；15.单位压力的灵敏度

压力传感器定义：能感受压力并转换成可用输出信号的传感器。应用学科：机械工程（一级学科）；传感器（二级学科）；物理量传感器（二级学科）　　

　　压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业，下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用。另有医用压力传感器。　

　　压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器。一般普通压力传感器的输出为模拟信号，模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号。或在一段连续的时间间隔内，其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号。而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。　　

　　压力传感器是使用最为广泛的一种传感器。传统的压力传感器以机械结构型的器件为主，以弹性元件的形变指示压力，但这种结构尺寸大、质量轻，不能提供电学输出。随着半导体技术的发展，半导体压力传感器也应运而生。其特点是体积小、质量轻、准确度高、温度特性好。特别是随着MEMS技术的发展，半导体传感器向着微型化发展，而且其功耗小、可靠性高　　

　　压力传感器正确安装　　

　　通常高温熔体压力传感器的损坏都是由于其安装位置不恰当而引起的，如果将传感器强行安装在过小的孔或形状不规则的孔中，就有可能造成传感器的震动膜受到冲击而损坏，选择合适的工具加工安装孔，有利于控制安装孔的尺寸，另外，合适的安装扭矩有利于形成良好的密封，但是如果安装扭矩过高就容易引起高温熔体压力传感器的滑脱，为防止这种现象发生，通常在传感器安装之前在其螺纹部分上涂抹防脱化合物。　

　　1.压力传感器正确安装方法：　　

　　（1）通过适当的仪表，在普通大气压和标准温度条件下，核实压力传感器的频率反应值。　　

　　（2）核实压力传感器的编码与相应的频率反应信号的正确性。　

　　2.确定具体安装位置　　

　　为了确定压力传感器的编号和具体安装位置，需按充气网的各个充气段来考虑。　　

　　（1）压力传感器必须沿着线缆进行安装，最好安装在线缆接头处。　　

　　（2）每条线缆装设压力传感器不少于4个，靠近电话局的两个压力传感器，相距不应大干200m。　　

　　（3）每条线缆的始端和末端分别安装1个。　　

　　（4）每条线缆的分支点应装1个，如果两个分支点相距较近（小于100m），可只装1个。　　

　　（5）线缆敷设方式（架空、地下）改变处应装1个　　

　　（6）对无分支的线缆，因垒线的线缆程式一致，压力传感器的安装隔距不大干500m，并使其总数不少于4个。　

　　（7）为了便于确定压力传感器故障点，除在起点安装压力传感器外，距起点150~200m处，还要另外安装1个当然在设计中，一定要考虑经济与技术的因素，在不需要安装压力传感器的地方，则应不必安装。　

　　检查尺寸　

　　如果安装孔的尺寸不合适，高温熔体压力传感器在安装过程中，其螺纹部分就很容易受到磨损，这不仅会影响设备的密封性能，而且使传感器不能充分发挥作用，甚至还可能产生安全隐患。只有合适的安装孔才能够避免螺纹的磨损（螺纹工业标准1/2-20UNF2B），通常可以采用安装孔测量仪对安装孔进行检测，以做出适当的调整。　

　　接线方法　　

　　传感器的接线一向是客户采购过程咨询得最多的问题之一，很多客户都不知道传感器如何连线，其实各种传感器的接线方式基本都是一样的，压力传感器一般有两线制、三线制、四线制，有的还有五线制的。

　　压力传感器两线制比较简单，一般客户都知道怎么接线，一根线连接电源正极，另一个线也就是信号线经过仪器连接到电源负极，这种是最简单的，压力传感器三线制是在两线制基础上加了一个线，这根线直接连接到电源的负极，较两线制麻烦一点。四线制压力传感器肯定是两个电源输入端，另外两个是信号输出端。四线制的多半是电压输出而不是4~20mA输出，4~20mA的叫压力变送器，多数做成两线制的。压力传感器的信号输出有些是没有经过放大的，满量程输出只有几十毫伏，而有些压力传感器在内部有放大电路，满量程输出为0~2V。至于怎么接到显示仪表，要看仪表的量程是多大，如果有和输出信号相适应的档位，就可以直接测量，否则要加信号调整电路。五线制压力传感器与四线制相差不大，市面上五线制的传感器也比较少。