導讀:我們知道敏感元件是能夠靈敏地感受被測變量并作出響應的元件。壓力傳感器就是其中一種,但是傳感器不同于一般的敏感元件它的輸出響應還必須是易于傳送的物理量,本文介紹壓力傳感器工作原理。
傳感器不但應該對被測量敏感,而且具有把它對被測量的響應傳送出去的功能。也就是說,傳感器不只是一般的敏感元件,它的輸出響應還必須是易于傳送的物理量。例如:上訴的彈性膜盒的輸出響應是形變,是微小的幾何量,不便于向遠方傳送。如果把膜盒中心的位移轉變?yōu)殡娙輼O板的間隙變化,就成為輸出響應是電容量的壓力傳感器。
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由于電信號最便于傳送,所以絕大多數(shù)傳感器的輸出是電量的形式,如電壓、電流、電阻、電感、電容、頻率等。
變送器是從傳感器發(fā)展而來的,凡能輸出標準信號的傳感器就稱為變送器。(標準信號是物理量的形式和數(shù)值范圍都符合國際標準的信號。例如直流4~20mA)有了統(tǒng)一的信號形式和數(shù)值范圍,就便于把各種變送器和其他儀表組成檢測系統(tǒng)或調節(jié)系統(tǒng)。
輸出為非標準信號的傳感器,必須和特定的儀表或裝置配套,才能實現(xiàn)檢測或調節(jié)功能。為了加強通用性和靈活性,某些傳感器的輸出可以靠轉換器把非標準信號轉換成標準信號,使之與帶有標準信號的輸入電路或接口的儀表配套。不同的標準信號也可借助于轉換器互相轉換。例如利用氣/電轉換器,能把20~100 kPa的空氣壓力轉換成0~10mA的直流電流。
位式作用和連續(xù)作用:
位式作用,也稱為開關作用,即傳感器在輸入變量整個變化范圍內其輸出相應只有兩種狀態(tài),例如空氣狀態(tài)的“高”和“低”。位式作用的傳感器多用于被測變量的超限報警、連鎖保護、順序控制。例如我們的壓力開關。
需要連續(xù)檢測或調節(jié)某些變量時,就必須用連續(xù)作用的傳感器或變送器。
長野的變送器中所使用的傳感器SS—蒸發(fā)型半導體應變片的特點:
(1)相對于粘貼式和擴散式,蒸發(fā)式為新技術。
(2)其可測壓力范圍 -0.1~0.3MPa;0~200MPa 。
(3)具有很好耐用性和穩(wěn)定性。
半導體應變片的制作方法:粘貼方式、蒸發(fā)方式、擴散方式。
長野的變送器,如KM31、KM10 等,其半導體應變片部分、感應元件(不銹鋼隔膜)以及壓力接口部分通過焊接連接成一體,具有很高的穩(wěn)定性和可靠性,抗震性和抗沖擊性良好。
蒸發(fā)式半導體應變片的具體制作方式如下:
(1)在不銹鋼隔膜上使用CVD等離子沉淀一層SiO2絕緣膜
(2)在SiO2絕緣膜上再沉淀一層多晶硅。
(3)在多晶硅上使用激光蝕刻,應變片成型 。
(4)用電子束照射蒸鍍,配上金制電極。
(5)再使用CVD等離子沉淀一層SiNx保護膜。
根據(jù)傳感器或變送器的安裝場所有無易燃易爆氣體及危險程度,選擇隔爆型及本安型。
(1)隔爆型在內部電路和周圍易燃氣體之間采取了隔離措施,允許使用在有一定危險性的環(huán)境里 。
(2)本安型即本質安全型的簡稱,依靠特殊設計的電路保證在正常工作及故障(意外短路或斷路)狀態(tài)下都不會引起燃爆事故,可用在十分易燃易爆的場所。