德國威卡wika壓力傳感器原理

力學(xué)傳感器的種類(lèi)繁多，如電阻應變片壓力傳感器、半導體應變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但應用的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線(xiàn)性特性。

在了解wika壓阻式壓力傳感器時(shí)，我們首先認識一下電阻應變片這種元件。電阻應變片是一種將被測件上的應變變化轉換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應變傳感器的主要組成部分之一。電阻應變片應用zui多的是金屬電阻應變片和半導體應變片兩種。金屬電阻應變片又有絲狀應變片和金屬箔狀應變片兩種。通常是將應變片通過(guò)特殊的粘和劑緊密粘合在產(chǎn)生力學(xué)應變基體上，當基體受力發(fā)生應力變化時(shí)，電阻應變片也一起產(chǎn)生形變，使應變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小，這種應變片組成應變電橋，并通過(guò)后續的儀表放大器進(jìn)行放大，再傳輸給處理電路（通常是A/D轉換和CPU）顯示或執行機構。

金屬電阻應變片的內部結構

它由基體材料、金屬應變絲或應變箔、絕緣保護片和引出線(xiàn)等部分組成。根據不同的用途，電阻應變片的阻值可以由設計者設計，但電阻的取值范圍應注意：阻值太小，所需的驅動(dòng)電流太大，同時(shí)應變片的發(fā)熱致使本身的溫度過(guò)高，不同的環(huán)境中使用，使應變片的阻值變化太大，輸出零點(diǎn)漂移明顯，調零電路過(guò)于復雜。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的電磁干擾能力較差，一般均為幾十歐至幾十千歐左右。

wika壓力傳感器電阻應變片的工作原理

wika壓力傳感器的金屬電阻應變片的工作原理是吸附在基體材料上應變電阻隨機械形變而產(chǎn)生阻值變化的現象，俗稱(chēng)為電阻應變效應。

我們以wika壓力傳感器的金屬絲應變電阻為例，當金屬絲受外力作用時(shí)，其長(cháng)度和截面積都會(huì )發(fā)生變化，其電阻值即會(huì )發(fā)生改變。假如金屬絲受外力作用而伸長(cháng)時(shí)，其長(cháng)度增加，而截面積減少，電阻值便會(huì )增大。當金屬絲受外力作用而壓縮時(shí)，長(cháng)度減小而截面增加，電阻值則會(huì )減小。只要測出加在電阻的變化（通常是測量電阻兩端的電壓），即可獲得應變金屬絲的應變情況。

wika陶瓷壓力傳感器

抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒(méi)有液體的傳遞，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個(gè)惠斯通電橋（閉橋），由于壓敏電阻的壓阻效應，使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的高度線(xiàn)性、與激勵電壓也成正比的電壓信號，標準的信號根據壓力量程的不同標定為2.0/3.0/3.3mV/V等，可以和應變式傳感器相兼容。通過(guò)激光標定，wika壓力傳感器具有很高的溫度穩定性和時(shí)間穩定性，wika壓力傳感器自帶溫度補償0～70℃，并可以和絕大多數介質(zhì)直接接觸。

陶瓷是一種*的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動(dòng)的材料。陶瓷的熱穩定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達-40～135℃，而且具有測量的高精度、高穩定性。電氣絕緣程度大于2kV，輸出信號強，長(cháng)期穩定性好。高特性、低價(jià)格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發(fā)展方向，在歐美國家有替代諸多類(lèi)型傳感器的趨勢，在中國越來(lái)越多的用戶(hù)使用陶瓷傳感器替代擴散硅壓力傳感器。

wika擴散硅壓力傳感器

被測介質(zhì)的壓力直接作用于wika壓力傳感器的膜片上（不銹鋼或陶瓷），使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發(fā)生變化，用電子線(xiàn)路檢測這一變化，并轉換輸出一個(gè)對應于這一壓力的標準測量信號.           

通常，wika壓力傳感器在使用中按照以下4個(gè)步驟進(jìn)行。
 1.熟悉測量壓力類(lèi)型
 先確定系統中要確認測量壓力的zui大值。一般而言，需要選擇一個(gè)具有比zui大值還要大1.5倍左右的壓力量程的變送器。尤其是在水壓測量和加工處理中，有峰值和持續不規則的上下波動(dòng)，這種瞬間的峰值能破壞壓力傳感器，持續的高壓力值或稍微超出壓力傳感器的標定zui大值會(huì )縮短傳感器的壽命。所以在選擇wika壓力傳感器時(shí)，要充分考慮壓力范圍、精度與其穩定性。
2. 確定溫度范圍
 通常一wika個(gè)壓力傳感器會(huì )標定兩個(gè)溫度范圍，即正常操作的溫度范圍和溫度可補償的范圍。正常操作溫度范圍是指壓力傳感器在工作狀態(tài)下不被破壞的時(shí)候的溫度范圍，在超出溫度補償范圍時(shí)，可能會(huì )達不到其應用的性能指標。溫度補償范圍是一個(gè)比操作溫度范圍小的典型范圍。
3. 弄清楚輸出信號
 wika壓力傳感器有mV 、V、mA及頻率輸出和數字輸出等多種類(lèi)型，選擇怎樣的輸出取決于多種因素，包括wika壓力傳感器與系統控制器或顯示器間的距離，是否存在“電氣噪聲”或其他干擾信號。
4. 對于許多wika壓力傳感器和控制器間距較短的OEM設備，采用mA輸出的壓力傳感器是zui為經(jīng)濟而有效的解決方法。如果需要將輸出信號放大，采用具有內置放大的變送器。對于遠距離傳輸或存在較強的電子干擾信號，采用m*輸出或頻率輸出。