壓力傳感器壓力測量的3種不同類型
壓力傳感器由于必須測量壓力的條件、范圍和材料多種多樣，因此有許多不同類型的壓力傳感器設計。通常壓力可以轉換為某種中間形式，例如位移。然后，傳感器將此位移轉換為電輸出，例如電壓或電流。這種形式的三種最通用的壓力傳感器類型是應變計、可變電容和壓電式。
在所有壓力傳感器中，惠斯通電橋（基于應變）傳感器是最常見的，提供滿足不同精度、尺寸、堅固性和成本限制的解決方案。橋式傳感器用于高壓和低壓應用，可以測量絕壓、表壓或差壓。所有橋式傳感器都使用應變計和隔膜。
當壓力變化導致隔膜偏轉時，應變計上會引起相應的電阻變化，這可以通過數(shù)據(jù)采集(DAQ)系統(tǒng)進行測量。這些應變計壓力傳感器有幾種不同的類型：粘合應變計、濺射應變計和半導體應變計。
在粘合應變片壓力傳感器中，金屬箔應變片實際上是粘合或粘合在測量應變的表面上。這些粘合箔應變計(BFSG)多年來一直是行業(yè)標準，并因其對壓力變化的快速1000 Hz響應時間以及較大的工作溫度而持續(xù)使用。
濺射應變計制造商將一層玻璃濺射到隔膜上，然后將薄金屬膜應變計沉積到換能器的隔膜上。濺射應變片傳感器實際上在應變片元件、絕緣層和傳感膜片之間形成分子鍵。這些儀表最適合長期使用和苛刻的測量條件。
集成電路制造商開發(fā)了特別易于使用的復合壓力傳感器。這些設備通常采用半導體膜片，在該膜片上生長了半導體應變儀和溫度補償傳感器。適當?shù)男盘栒{(diào)理包含在集成電路形式中，在指定范圍內(nèi)提供與壓力成線性比例的直流電壓或電流。
如果這兩個金屬板之間的距離發(fā)生變化，則這兩個金屬板之間的電容會發(fā)生變化?？勺冸娙輭毫鞲衅鳒y量金屬隔膜和固定金屬板之間的電容變化。這些壓力傳感器通常非常穩(wěn)定和線性，但對高溫敏感并且設置比大多數(shù)壓力傳感器更復雜。
壓電壓力傳感器利用了天然晶體（如石英）的電氣特性。這些晶體在受力時會產(chǎn)生電荷。壓電壓力傳感器不需要外部激勵源并且非常堅固。然而，傳感器確實需要電荷放大電路并且非常容易受到?jīng)_擊和振動的影響。
壓力測量應用中傳感器故障的一個常見原因是動態(tài)沖擊，這會導致傳感器過載。壓力傳感器過載的典型例子被稱為水錘現(xiàn)象。當快速流動的流體因閥門關閉而突然停止時，就會發(fā)生這種情況。流體具有突然停止的動量，這會導致流體受限的血管發(fā)生微小的拉伸。這種拉伸會產(chǎn)生可能損壞壓力傳感器的壓力尖峰。為了減少“水錘”的影響，傳感器通常安裝有緩沖器傳感器和壓力線之間。
緩沖器通常是一種網(wǎng)狀過濾器或燒結材料，允許加壓流體通過但不允許大量流體通過，因此可以防止水錘事件中的壓力峰值。在某些應用中，緩沖器是保護傳感器的不錯選擇，但在許多測試中，峰值沖擊壓力是感興趣的區(qū)域。在這種情況下，您可能希望選擇不包含過度保護的壓力傳感器。
