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電容式壓力傳感器簡介  

科學技術(shù)的不斷發(fā)展*地豐富了壓力測量產(chǎn)品的種類，現(xiàn)在，壓力傳感器的敏感原理不僅有電容式、壓阻式、金屬應(yīng)變式、霍爾式、振筒式等等但仍以電容式、壓阻式和金屬應(yīng)變式傳感器zui為多見。   金屬應(yīng)變式壓力傳感器是一種歷史較長的壓力傳感器，但由于它存在遲滯、蠕變及溫度性能差等缺點，其應(yīng)用場合受到了很大的限制。   壓阻式傳感器是利用半導(dǎo)體壓阻效應(yīng)制造的一種新型的傳感器，它具有制造方便，成本低廉等特點，但由于半導(dǎo)體材料對溫度極為敏感，所以其性能受溫度影響較大，產(chǎn)品的*性較差。   電容式傳感器是應(yīng)用zui廣泛的一種壓力傳感器，其原理十分簡單。一個無限大平行平板電容器的電容值可表示為：   C=   ε   s/d（ε   為平行平板間介質(zhì)的介電常數(shù)，d   為極板的間距，   s   為極板的覆蓋面積）   改變其中某個參數(shù)，即可改變電容量。由于結(jié)構(gòu)簡單，幾乎所有電容式壓力傳感器均采用改變間隙的方法來獲得可變電容。電容式傳感器的初始電容值較小，一般為幾十皮法，它極易受到導(dǎo)線電容和電路的分布電容的影響，因而必須采用*的電子線路才能檢測出電容的微小變化?？梢哉f，一個好的電容式傳感器應(yīng)該是可變電容設(shè)計和信號處理電路的*結(jié)合。

壓力傳感器知識  

壓力傳感器是工業(yè)實踐中zui為常用的一種傳感器，而我們通常使用的壓力傳感器主   要是利用壓電效應(yīng)制造而成的，這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。    

我們知道，晶體是各向異性的，非晶體是各向同性的。某些晶體介質(zhì)，當沿著一定   方向受到機械力作用發(fā)生變形時，就產(chǎn)生了極化效應(yīng)；當機械力撤掉之后，又會重新回   到不帶電的狀態(tài)，也就是受到壓力的時候，某些晶體可能產(chǎn)生出電的效應(yīng)，這就是所謂   的極化效應(yīng)?？茖W家就是根據(jù)這個效應(yīng)研制出了壓力傳感器。    

壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石   英（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度范   圍之內(nèi)，壓電性質(zhì)一直存在，但溫度超過這個范圍之后，壓電性質(zhì)*消失（這個高溫   就是所謂的   “   居里點   ”   ）。由于隨著應(yīng)力的變化電場變化微?。ㄒ簿驼f壓電系數(shù)比   較低），所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度   和壓電系數(shù)，但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。磷酸二氫胺屬于人   造晶體，能夠承受高溫和相當高的濕度，所以已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。  

在現(xiàn)在壓電效應(yīng)也應(yīng)用在多晶體上，比如現(xiàn)在的壓電陶瓷，包括鈦酸鋇壓電陶瓷、   PZT   、鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等。  

壓電效應(yīng)是壓電傳感器的主要工作原理，壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量，因為經(jīng)過   外力作用后的電荷，只有在回路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。實際的情況不是   這樣的，所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動態(tài)的應(yīng)力。    

壓電傳感器主要應(yīng)用在加速度、壓力和力等的測量中。壓電式加速度傳感器是一種   常用的加速度計。它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優(yōu)異的特點。壓電   式加速度傳感器在飛機、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動和沖擊測量中已經(jīng)得到了廣泛   的應(yīng)用，特別是航空和宇航領(lǐng)域中更有它的特殊地位。壓電式傳感器也可以用來測量發(fā)   動機內(nèi)部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用于軍事工業(yè)，例如用它來測量槍炮在膛中擊發(fā)的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。它既可以用來測量大的壓力，也可以用來測量微小的壓力。      

壓電式傳感器也廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)學測量中，比如說心室導(dǎo)管式微音器就是由壓電   傳感器制成的，因為測量動態(tài)壓力是如此普遍，所以壓電傳感器的應(yīng)用就非常廣泛。   除了壓電傳感器之外，還有利用壓阻效應(yīng)制造出來的壓阻傳感器，利用應(yīng)變效應(yīng)的應(yīng)變   式傳感器等，這些不同的壓力傳感器利用不同的效應(yīng)和不同的材料，在不同的場合能夠   發(fā)揮它們*的用途 

美國CELTRON HCD輪輻式傳感器:

HCD-2.5t HCD-5t HCD-10t HCD-25t

HCD-50t HCD-60t HCD-100t HCD-150t

HCD-25Klb HCD-50Klb HCD-100Klb

美國CELTRON MDB/MDBD橋式稱重傳感器:

MDB-10t，MDB-20t，MDB-25t，MDB-30t，MDB-40t

MDBD-10t，MDBD-20t，MDBD-25t，MDBD-30t

美國CELTRON LPS單點式稱重傳感器：

LPS-0.6kg，LPS-1kg，LPS-2kg，LPS-3kg，LPS-6kg，LPS-10kg，LPS-15kg，LPS-20kg，LPS-30kg，LPS-35kg，LPS-60kg，LPS-100kg，LPS-200kg

傳感器的基本知識

1.1 傳感器的定義和組成

廣義地說，傳感器是指將被測量轉(zhuǎn)化為可感知或定量認識的信號的傳感器。從狹義方面講，感受被測量，并按一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)化為同種或別種性質(zhì)的輸出信號的裝置。傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、測量電路和輔助電源四部分組成，其中敏感元件和轉(zhuǎn)換元件可能合二為一，而有的傳感器不需要輔助電源。

1.2 傳感器技術(shù)的基本特性

在測試過程中，要求傳感器能感受到被測量的變化并將其不失真地轉(zhuǎn)換成容易測量的量。被測量有兩種形式：一種是穩(wěn)定的，稱為靜態(tài)信號；一種是隨著時間變化的，稱為動態(tài)信號。由于輸入量的狀態(tài)不同，傳感器的輸入特性也不同，因此，傳感器的基本特性一般用靜態(tài)特性和動態(tài)特性來描述。衡量傳感器的靜態(tài)特性指標有線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性、分辨率和漂移等。影響傳感器的動態(tài)特性主要是傳感器的固有因素，如溫度傳感器的熱慣性等，動態(tài)特性還與傳感器輸入量的變化形式有關(guān)。