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      • 發布於 2024年5月23日
      • 最後修改 2024年5月23日
    • 1 分鐘

    壓力感測器完整指南

    我們的完整指南將解釋什麼是壓力感測器、它們的工作原理,以及最好的產品選擇。

    什麼是壓力感測器?

    什麼是壓力感測器 ?

    壓力感測器是一種測量工具,用於檢測、監測、讀取和顯示液體或氣體封閉體積中應力變化的變化。它們也可以用於無封閉體積,例如大氣壓力。市面上有各種類型的壓力感測器,可用於特定角色、條件和應用。

    在這個壓力感測器指南中,我們將清楚地定義壓力感測器,並基本解釋它們的工作原理。我們還將介紹幾種不同類型的壓力感測器,說明它們的使用方法和原因。

    壓力感測器的工作原理

    Pressure Sensor

    壓力感測器的名稱提供了一個非常簡單的定義 - 它們是一種電子測量裝置,用於測量和記錄應力變化。然而,當人們問“壓力感測器是什麼?”時,通常希望了解更多有關壓力感測器如何工作。

    壓力感測器的基本工作原理要求應力變化與感測器的感應元件引起一種物理反應。

    這通常會觸發輸出電壓的產生,然後調整這些值(根據環境因素調整)並作為類比或數字輸出信號傳輸。隨著進一步檢測到的壓力變化,這些讀數會發生變化,從而實現對應力變化的持續監測。

    在市場上,有幾種主要類型的這些電子測量裝置可供選擇,包括絕對壓力感測器、電容式壓力感測器、差壓感測器、壓電式壓力感測器和應變片壓力感測器。

    壓力感測器的應用

    壓力感測器廣泛應用於各種嚴苛的應用中,涵蓋多個行業和領域。不同類型的壓力感測器在核心技術、功能和性能水平上可以有很多變化。

    氣壓感測器測量空氣或氣體壓力的變化,而液壓壓力感測器測量水或液體壓力的變化。為了製造這些裝置,可以使用不同的技術,例如壓阻式壓力感測器、電容式壓力感測器、光纖壓力感測器和應變片壓力感測器。

    它們涵蓋了工業或科學中壓力測量的廣泛應用。如何使用壓力感測器完全取決於其類型和您希望其發揮的作用,但工業壓力感測器使用的一些常見例子可能包括:

    • 檢查密封罐、容器和系統中保存的各種氣體和液體的應力(或最小/最大壓力測量)。整個輪胎壓力監測系統(例如汽車輪胎壓力計中發現的)是壓力感測器在日常生活中應用的一個很好的例子。
    • 通過跟踪兩個或更多個獨立位置之間的壓力變化,檢測流量和方向。
    • 解讀大氣壓力(即氣壓)的變化,用於環境或導航目的。
    • 通過向下施加在壓力感測器上的壓力,監測體積和液體水平。

    變換器、發射器和感測器

    在我們更仔細地研究各種類型的壓力感測器之前,我們應該簡單地說明一下傳感器、變換器和發射器之間的關鍵定義和區別。

    任何壓力感測器都依賴於壓力變化引起感測元件的物理反應。這種變化直到被適當地轉換和調節為可用的電子信號之前,不能直接傳輸到連接的電路中。

    我們需要區分壓力感測器、壓力變換器和壓力發射器的原因是它們都包含壓力感測元件,但每種裝置對該元件的輸出信號進行的轉換和調節方式略有不同。儘管如此,壓力感測器、壓力變換器和壓力發射器這三種裝置類型中的任何一種都可能被泛稱為壓力感測器。

    壓力感測器

    真正的壓力感測器是基於一種原理工作的,其中感測器模塊中的物理反應產生輸出電壓。在讀數被認為是可靠和穩定之前,進一步的信號調節(例如校準、放大和溫度補償)必須單獨處理。

    壓力變換器

    當人們解釋壓力感測器時,通常會接踵而來問“壓力變換器是什麼?”這是可以理解的。與壓力感測器一樣,壓力變換器也是因為感測元件的物理反應而產生輸出電壓。關鍵區別在於壓力變換器還會處理一定程度的信號調節,這樣它們就可以從源頭傳輸更遠。

    壓力發射器

    壓力發射器的工作原理與變換器類似,不同之處在於它們不會輸出電壓讀數,而是在標準工業低阻抗負載(通常在4-20mA的範圍內)上輸出電流信號。

    壓力感測器的種類

    在工業或實驗室應用中,我們可能需要不同類型的壓力感測器,來應對各種壓力測量需求, 主要有絕對壓力感測器、差壓感測器和表壓感測器等三種主要類型, 在任何特定情況下,最適合買的感測器類型,將完全取決於您的應用需求和您想要進行的測量類型。

    Absolute Pressure Sensor

    絕對壓力感測器

    絕對壓力感測器是一種真空壓力感測器,它們的讀數始終是相對於零的,並且輸出值為正,與其他類型不同,其他類型的輸出值可以是正或負。

    絕對壓力感測器非常適合在氣壓計關鍵應用中測量大氣壓力,例如氣象監測或高度檢測用於導航,絕對壓力計使用基於絕對真空建立基線值的技術,來實現可靠的讀數,

    這對於絕對壓力檢測至關重要,因為氣體的壓力與其溫度成反比,如果沒有絕對真空作為歸零參考,絕對壓力讀數將隨著溫度變化而不同。

    差壓壓力感測器

    差壓壓力感測器

    差壓壓力感測器測量系統中兩點之間的壓力變化,這對於檢查系統的各個方面(例如泄壓閥或流量)的正確功能非常重要,

    差壓壓力感測器的規格各不相同,但大多數在感測元件中的一個膜片的兩側測量壓力, 在每一側,讀數可以是正數或負數,取決於這些壓力如何使膜片產生偏轉, 可以建立其他類型的系統,透過信號連接遠端位置的兩個或更多單獨感測裝置,來測量壓力差異。

    表壓感測器

    表壓感測器

    表壓感測器是一種相對壓力感測器,它們通常用於測量當地大氣壓力與其他系統中給定點的壓力級別之間的差異,

    應用包括檢查通風箱的液體水平、血壓監測裝置的使用,或控制真空泵的期望速率和功率,在這兩種情況下,系統周圍即時大氣壓力的差異將影響所需的計算和讀數,

    許多表壓感測器都依賴於連接到電阻器或類似電子元件的薄膜,該膜記錄偏轉力,並將其作為輸出值的變化。

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