水壓力傳感器工作原理

水壓傳感器是工業(yè)實(shí)踐中較為常用的一種壓力傳感器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)動(dòng)化環(huán)境、水利水電工程、交通建筑設(shè)備、生產(chǎn)自控系統(tǒng)、航空航天技術(shù)、船舶技術(shù)、輸送管道等區(qū)域。

水壓傳感器芯體通常選用擴(kuò)散硅，工作原理是被測(cè)水壓的壓力直接作用于傳感器的膜片上，使膜片產(chǎn)生與水壓成正比的微位移，使傳感器的電阻值發(fā)生變化，和用電子線路檢測(cè)這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)相對(duì)應(yīng)壓力的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量信號(hào)。

靜態(tài)特性

傳感器的靜態(tài)特性是指對(duì)靜態(tài)的輸入信號(hào)，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關(guān)系。因?yàn)檫@時(shí)輸入量和輸出量都和時(shí)間無關(guān)，所以它們之間的關(guān)系，即傳感器的靜態(tài)特性可用一個(gè)不含時(shí)間變量的代數(shù)方程，或以輸入量作橫坐標(biāo)，把與其對(duì)應(yīng)的輸出量作縱坐標(biāo)而畫出的特性曲線來描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有：線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性、漂移等。

（1）線性度：指?jìng)鞲衅鬏敵隽颗c輸入量之間的實(shí)際關(guān)系曲線偏離擬合直線的程度。定義為在全量程范圍內(nèi)實(shí)際特性曲線與擬合直線之間的大偏差值與滿量程輸出值之比。

（2）靈敏度：靈敏度是傳感器靜態(tài)特性的一個(gè)重要指標(biāo)。其定義為輸出量的增量與引起該增量的相應(yīng)輸入量增量之比。用S表示靈敏度。

（3）遲滯：傳感器在輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到?。ǚ葱谐蹋┳兓陂g其輸入輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象成為遲滯。對(duì)于同一大小的輸入信號(hào)，傳感器的正反行程輸出信號(hào)大小不相等，這個(gè)差值稱為遲滯差值。

（4）重復(fù)性：重復(fù)性是指?jìng)鞲衅髟谳斎肓堪赐环较蜃魅砍踢B續(xù)多次變化時(shí)，所得特性曲線不一致的程度。

（5）漂移：傳感器的漂移是指在輸入量不變的情況下，傳感器輸出量隨著時(shí)間變化，次現(xiàn)象稱為漂移。產(chǎn)生漂移的原因有兩個(gè)方面：一是傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù)；二是周圍環(huán)境（如溫度、濕度等）。

動(dòng)態(tài)特性

所謂動(dòng)態(tài)特性，是指?jìng)鞲衅髟谳斎胱兓瘯r(shí)，它的輸出的特性。在實(shí)際工作中，傳感器的動(dòng)態(tài)特性常用它對(duì)某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)來表示。這是因?yàn)閭鞲衅鲗?duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)容易用實(shí)驗(yàn)方法求得，并且它對(duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)與它對(duì)任意輸入信號(hào)的響應(yīng)之間存在一定的關(guān)系，往往知道了前者就能推定后者。chang用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)有階躍信號(hào)和正弦信號(hào)兩種，所以傳感器的動(dòng)態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來表示。

水壓傳感器的參數(shù)

量程：-0.1～0～1～150（MPa）量程可選

綜合精度：0.1%FS、0.25%FS、0.5%FS

輸出信號(hào)：4～20mA（二線制）、0～5V、1～5V、0～10V（三線制）、RS485（數(shù)字信號(hào)）

供電電壓：24VDC（9～36VDC）

介質(zhì)溫度：-20～85℃（常溫型）-20～200℃（中溫型）-20～600℃（高溫型）

環(huán)境溫度：常溫（-20～85℃）

零點(diǎn)溫漂移：≤±0.05%FS℃

量程溫度漂移：≤±0.05%FS℃

補(bǔ)償溫度：0~70℃

安全過載：150%FS

極限過載：200%FS

響應(yīng)時(shí)間：5mS（上升到90%FS）

負(fù)載電阻：電流輸出型：大800Ω；電壓輸出型：大于5KΩ

絕緣電阻：大于2000MΩ（100VDC）

密封等級(jí)：IP65

長(zhǎng)期穩(wěn)定性能：0.1%FS/年

振動(dòng)影響：在機(jī)械振動(dòng)頻率20Hz～1000Hz內(nèi)，輸出變化小于0.1%FS

電氣接口（信號(hào)接口）：赫斯曼接頭+四芯屏蔽線

機(jī)械連接（螺紋接口）：M20×1.5等，其它螺紋可依據(jù)客戶要求設(shè)計(jì)

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