压力传感器工作原理详解，几分钟带你搞定压力传感器
kuaidi.ping-jia.net 作者：佚名 更新日期：2024-07-03
什么是压力？
这个压力不是我们通常说的压力，不是说工作有压力，生活有压力这种。
这个压力是单位面积上施加在表面上的力的表达，准确的说法是压强，
通常
测量液体、空气、其他气体的压力
等。
压强
的标准单位是“帕斯卡”。这相当于一个“牛顿每平方米”。
压力传感器只是监控这个压强，并可以在世界上已知的几个单位之一中显示它。这通常是“帕斯卡”、“巴”和“PSI”（磅/平方英寸）。
轮胎中的空气压力是压强及其测量方式的一个特别形象的例子。
当我们给轮胎充气时，它施加在轮胎上的力会增加，导致轮胎充气，通过轮胎内的压力传感器进行监控的。
汽车轮胎充气图
什么是压力传感器？
压力传感器
是将
气体或液体中的输入机械压力
转换为
电输出信号的传感器或仪器
。压力传感器由可以测量、检测或监控施加压力的压敏元件和将信息转换为电输出信号的电子元件组成。
压力传感器
具有两个重要特性：
(1) 提供承受高压的坚固性
；(2
) 具有弹性以最小程度地变形并在受压时恢复其原始形状
。
压力传感器如何工作
简而言之，压力传感器将压力转换为一个小的电信号，然后进行传输和显示。
因此，这些通常也被称为压力变送器。使用的两个常见信号是 4 到 20 mA信号和 0 到 5 V 信号。
压力传感器的工作原理图
大多数
压力传感器使用压电效应
工作。
这是当材料响应应力而产生电荷时，这种应力通常是压力，但也可能是扭曲、弯曲或振动。
压力传感器检测压强并可以通过测量电荷来确定压强的大小。
压力传感器需要校准
，以便知道什么电压或毫安 (mA) 信号对应于什么压强，这是基本的“零”和“跨度”校准或最小值和最大值，这是维护人员的常见工作。
压力传感器工作原理--压阻式压力传感器
压阻传感元件也可以以类似的桥接形式排列。下图说明了桥式压力传感器的传感元件是如何连接到柔性膜片上的，因此电阻会根据膜片偏转的大小而变化。压力传感器的整体线性度取决于膜片在规定测量范围内的稳定性，以及应变片或压阻元件的线性度。
压阻式压力传感器元件根据膜片反射的大小测量电阻变化
压阻式压力传感器元件根据膜片反射的大小测量电阻变化
压力传感器工作原理--应变式压力传感器
应变计压力传感器适用于测量极高和极低的压力以及压差
。压差是任何两个给定点之间的压力差。
应变计压力传感器
包含一个传感元件，一个隔膜。
隔膜的任何变形都会引起应变片电阻的变化。
通常，惠斯通电桥中使用 4 个量规，以最大限度地提高传感器的灵敏度，这种电阻变化被转换成可用的输出信号。
应变计压力传感器组件：连接器 (A)、外壳 (B)、应变计 (C) 和压力入口 (D)
应变计压力传感器
在应变计型压力传感器中，箔或硅应变计布置为惠斯通电桥。应变仪连接到某种隔膜上，当施加压力时隔膜会发生偏转。然后由惠斯通电桥电路测量、放大和调节所得信号，以提供代表施加压力的合适传感器电压或变送器电流输出，如下图所示。
桥式传感器的电路图
压变是测量
系统中两个压力值或两个压力点之间的压力差
，因此测量两个点彼此之间的差异，而不是它们相对于大气压力或另一个参考压力的大小比如绝对真空。
这与仅使用一个端口测量压力的静态或绝对压力传感器不同，并且
通常压变计传感器封装有两个端口，管道可以连接到两个端口，并在两个不同的压力点连接到系统被测量和计算。
这种压力测量方法通常用于测量管道或管道中液体或气体的流量。
下图为使用压变计测量传感器进行罐液位测量。
使用差压测量传感器进行罐液位测量
压力传感器工作原理--电容式压力传感器
电容压力传感器
通过
检测由于隔膜运动引起的电容变化来测量压力
。它有
两个电容板
、
一个隔膜
和
一个
固定在未加压表面上的
电极
。这些板之间有一定的距离，压力的变化会使这些板之间的间隙变宽或变窄，电容的这种变化被转换为可用信号。
根据应用，该传感器可以测量绝压、表压或差压。
电容压力传感器组件
：绝缘支架 (A)、隔膜 (B)、电容器板 (C) 和压力端口 (D)
电容压力传感器
压力传感器工作原理--电位压力传感器
电位压力传感器
由
一个精密电位器
组成。
电位器
由连接到
压力敏感元件
（例如隔膜）的雨刷组成，该元件上的偏转会改变刮水器的位置，电阻值在游标和电位器一端之间变化。该值是施加的压力的量度。
电位压力传感器组件
：雨刷器 (A)、电阻测量电桥电路 (B)、与压力成比例的测量 (C)、电桥电源 (D)、压力元件的活动臂 (E) 和位移 (F) )。
电位压力传感器
压力传感器工作原理--谐振线压力传感器
谐振线压力传感器
具有位
于隔膜中的振弦
，电子振荡器使金属丝保持振动，随着膜片中压力的变化，它会影响金属丝的张力并改变共振频率，这个频率可以被数字计数器电路感测并转换成电信号。
谐振线压力传感器组件：谐振线 (A)、至振荡器电路 (B)、高侧支撑板 (C)、磁铁 (D)、金属管 (E)、高压膜片 (F)、流体传输端口 (G)、低压隔膜 (H)、电绝缘体 (I)、预紧弹簧 (J) 和低侧支撑板 (K)
谐振线压力传感器
压力传感器工作原理--感应式压力传感器
感应式压力传感器
使用
电磁感应原理
工作。换能器具有连接到铁磁芯的隔膜，隔膜的轻微偏转会导致铁磁芯的线性运动，从而感应出电流。
由于压力变化导致的磁芯运动会改变感应电流。这种电流变化被转换成可用的信号。
感应式压力传感器组件：线圈（A、C）、隔膜（B）和压力（D）
感应式压力传感器
压力传感器工作原理--压电压力传感器
压电压力传感器
使用
石英晶体或陶瓷材料在施加压力时产生电荷
。这种以电压测量的电荷与压力的变化成正比。
压电压力传感器非常灵敏且响应速度极快
。
压电压力传感器组件的截面图：螺母 (A)、外壳 (B)、晶体 (C)、隔膜 (D)、引线 (E) 和圆盘 (F)
压电压力传感器
压力传感器工作原理--压力传感器的安装
在一定程度上，
工作原理——绝对、表压或差动——决定了传感器的结构
。例如，当安装在电路板或面板上时，绝对压力传感器可以设计为响应施加在顶侧或背面的压力。为被测介质创建一个从顶部进入的端口可能会使传感器容易受到物理损坏或污垢或湿气污染等危险的影响，可以选择底部进入传感器来克服这一点。下图比较了两种类型的布局。
压力传感器的安装图
压力传感器工作原理--顶部或底部入口绝对压力传感器示意图
仪表传感器通常设计为允许大气压力施加到一个端口，同时允许将测量的压力施加到另一个端口。
类似地，差分传感器将具有两个端口，每个被测介质都设计为通过这些端口与传感元件接触，下图比较了仪表和差动传感器的结构。
表压（左）和两端口差动（右）压力传感器封装。
表压（左）和两端口差动（右）压力传感器封装
压力传感器工作原理
答：压力传感器工作原理 1、应变片压力传感器原理 电阻应变片压力传感器的核心部分是电阻应变片，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，其电阻值会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度增加，而截面积减少，电阻值便会增大。2、陶瓷压力传感器原理 抗腐蚀的陶瓷压力传感器没有液体的传递...
压力传感器工作原理是什么 ?
答：原理：金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示：R=ρ。式中：ρ-金属导体的电阻率（Ω·/m）；S-导体的截面积；L-导体的长度（m）。以金属丝应变电阻为例，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会...
压力传感器工作原理详解,几分钟带你搞定压力传感器
答：在应变计型压力传感器中，箔或硅应变计布置为惠斯通电桥。应变仪连接到某种隔膜上，当施加压力时隔膜会发生偏转。然后由惠斯通电桥电路测量、放大和调节所得信号，以提供代表施加压力的合适传感器电压或变送器电流输出，如下图所示。桥式传感器的电路图 压变是测量 系统中两个压力值或两个压力点之间的压力...
压力传感器工作原理是什么 ?
答：若根据结构与原理不同来划分，可分为:压阻式、压电式、电容式、应变式、振频式、光电式、超声式压力传感器等。压力传感器的应用：1、在液压系统中的应用：压力传感器在液压系统中主要是来完成力的闭环控制。当控制阀芯突然移动时，在极短的时间内会形成几倍于系统工作压力的尖峰压力。2、在注塑模具中的...
简单说说压力传感器工作原理
答：工作原理：被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上(不锈钢或陶瓷)，使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生变化， 用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。4 、蓝宝石压力传感器 利用应变电阻式工作原理，采用硅- 蓝宝石作为半导体敏感元件，具有良好的...
压力传感器的原理是什么?
答：工作原理：基于压电效应，使用具有压电特性的材料（如石英、锆钛酸铅等）。当这些材料受到压力时会产生电荷，产生的电荷量与施加的压力成正比。通过检测产生的电荷或电压，可以间接地得知压力大小。3. 应变片式压力传感器：工作原理：采用金属或半导体应变片粘贴在弹性体上，当弹性体受力发生形变时，应变片...
压力传感器工作原理是什么 ?
答：电感压力传感器 电感式压力传感器的工作原理是由于磁性材料和磁导率不同,当压力作用于膜片时,气隙大小发生改变,气隙的改变影响线圈电感的变化,处理电路可以把这个电感的变化转化成相应的信号输出,从而达到测量压力的目的。该种压力传感器按磁路变化可以分为两种:变磁阻和变磁导。电感式压力传感器的优点在于灵敏度高、测量范...
压力传感器工作原理详细介绍图
答：下面是一个具体的压力传感器工作原理图：如上图所示，压力传感器由感应元件和电路两部分组成。感应元件通常是一个弹性薄膜，当物体受到压力时，薄膜开始变形，这个变形会被转化为电信号。电路部分则主要由一个放大器和一个模拟-数字转换器（...
压力传感器工作原理是什么?
答：三种压力传感器工作原理介绍：1. 压电压力传感器 压电式压力传感器利用压电效应将受到的力转换为电量。它主要由压电材料制成，如石英、磷酸二氢胺和酒石酸钾钠。这些材料在受到外力作用时，表面会产生电荷。通过电荷放大器和其他电路，这些电荷被转换为与受力成正比的电量输出。压电传感器适用于测量力以及...
压力传感器原理及应用
答：此外,还有光电、光纤和超声波压力传感器。该压力传感器能将被测压力直接转换成各种形式的电信号,方便满足自动化系统集中检测和控制的要求,因此在工业生产中得到了广泛的应用。目录一、引言二、什么是压力传感器?三、压力传感器通用术语四、参数压力传感器的类型及其原理5.1应变式压力传感器5.2压阻式压力传感器5.3电容式压力...
这个压力不是我们通常说的压力，不是说工作有压力，生活有压力这种。
这个压力是单位面积上施加在表面上的力的表达，准确的说法是压强，
通常
测量液体、空气、其他气体的压力
等。
压强
的标准单位是“帕斯卡”。这相当于一个“牛顿每平方米”。
压力传感器只是监控这个压强，并可以在世界上已知的几个单位之一中显示它。这通常是“帕斯卡”、“巴”和“PSI”（磅/平方英寸）。
轮胎中的空气压力是压强及其测量方式的一个特别形象的例子。
当我们给轮胎充气时，它施加在轮胎上的力会增加，导致轮胎充气，通过轮胎内的压力传感器进行监控的。
汽车轮胎充气图
什么是压力传感器？
压力传感器
是将
气体或液体中的输入机械压力
转换为
电输出信号的传感器或仪器
。压力传感器由可以测量、检测或监控施加压力的压敏元件和将信息转换为电输出信号的电子元件组成。
压力传感器
具有两个重要特性：
(1) 提供承受高压的坚固性
；(2
) 具有弹性以最小程度地变形并在受压时恢复其原始形状
。
压力传感器如何工作
简而言之，压力传感器将压力转换为一个小的电信号，然后进行传输和显示。
因此，这些通常也被称为压力变送器。使用的两个常见信号是 4 到 20 mA信号和 0 到 5 V 信号。
压力传感器的工作原理图
大多数
压力传感器使用压电效应
工作。
这是当材料响应应力而产生电荷时，这种应力通常是压力，但也可能是扭曲、弯曲或振动。
压力传感器检测压强并可以通过测量电荷来确定压强的大小。
压力传感器需要校准
，以便知道什么电压或毫安 (mA) 信号对应于什么压强，这是基本的“零”和“跨度”校准或最小值和最大值，这是维护人员的常见工作。
压力传感器工作原理--压阻式压力传感器
压阻传感元件也可以以类似的桥接形式排列。下图说明了桥式压力传感器的传感元件是如何连接到柔性膜片上的，因此电阻会根据膜片偏转的大小而变化。压力传感器的整体线性度取决于膜片在规定测量范围内的稳定性，以及应变片或压阻元件的线性度。
压阻式压力传感器元件根据膜片反射的大小测量电阻变化
压阻式压力传感器元件根据膜片反射的大小测量电阻变化
压力传感器工作原理--应变式压力传感器
应变计压力传感器适用于测量极高和极低的压力以及压差
。压差是任何两个给定点之间的压力差。
应变计压力传感器
包含一个传感元件，一个隔膜。
隔膜的任何变形都会引起应变片电阻的变化。
通常，惠斯通电桥中使用 4 个量规，以最大限度地提高传感器的灵敏度，这种电阻变化被转换成可用的输出信号。
应变计压力传感器组件：连接器 (A)、外壳 (B)、应变计 (C) 和压力入口 (D)
应变计压力传感器
在应变计型压力传感器中，箔或硅应变计布置为惠斯通电桥。应变仪连接到某种隔膜上，当施加压力时隔膜会发生偏转。然后由惠斯通电桥电路测量、放大和调节所得信号，以提供代表施加压力的合适传感器电压或变送器电流输出，如下图所示。
桥式传感器的电路图
压变是测量
系统中两个压力值或两个压力点之间的压力差
，因此测量两个点彼此之间的差异，而不是它们相对于大气压力或另一个参考压力的大小比如绝对真空。
这与仅使用一个端口测量压力的静态或绝对压力传感器不同，并且
通常压变计传感器封装有两个端口，管道可以连接到两个端口，并在两个不同的压力点连接到系统被测量和计算。
这种压力测量方法通常用于测量管道或管道中液体或气体的流量。
下图为使用压变计测量传感器进行罐液位测量。
使用差压测量传感器进行罐液位测量
压力传感器工作原理--电容式压力传感器
电容压力传感器
通过
检测由于隔膜运动引起的电容变化来测量压力
。它有
两个电容板
、
一个隔膜
和
一个
固定在未加压表面上的
电极
。这些板之间有一定的距离，压力的变化会使这些板之间的间隙变宽或变窄，电容的这种变化被转换为可用信号。
根据应用，该传感器可以测量绝压、表压或差压。
电容压力传感器组件
：绝缘支架 (A)、隔膜 (B)、电容器板 (C) 和压力端口 (D)
电容压力传感器
压力传感器工作原理--电位压力传感器
电位压力传感器
由
一个精密电位器
组成。
电位器
由连接到
压力敏感元件
（例如隔膜）的雨刷组成，该元件上的偏转会改变刮水器的位置，电阻值在游标和电位器一端之间变化。该值是施加的压力的量度。
电位压力传感器组件
：雨刷器 (A)、电阻测量电桥电路 (B)、与压力成比例的测量 (C)、电桥电源 (D)、压力元件的活动臂 (E) 和位移 (F) )。
电位压力传感器
压力传感器工作原理--谐振线压力传感器
谐振线压力传感器
具有位
于隔膜中的振弦
，电子振荡器使金属丝保持振动，随着膜片中压力的变化，它会影响金属丝的张力并改变共振频率，这个频率可以被数字计数器电路感测并转换成电信号。
谐振线压力传感器组件：谐振线 (A)、至振荡器电路 (B)、高侧支撑板 (C)、磁铁 (D)、金属管 (E)、高压膜片 (F)、流体传输端口 (G)、低压隔膜 (H)、电绝缘体 (I)、预紧弹簧 (J) 和低侧支撑板 (K)
谐振线压力传感器
压力传感器工作原理--感应式压力传感器
感应式压力传感器
使用
电磁感应原理
工作。换能器具有连接到铁磁芯的隔膜，隔膜的轻微偏转会导致铁磁芯的线性运动，从而感应出电流。
由于压力变化导致的磁芯运动会改变感应电流。这种电流变化被转换成可用的信号。
感应式压力传感器组件：线圈（A、C）、隔膜（B）和压力（D）
感应式压力传感器
压力传感器工作原理--压电压力传感器
压电压力传感器
使用
石英晶体或陶瓷材料在施加压力时产生电荷
。这种以电压测量的电荷与压力的变化成正比。
压电压力传感器非常灵敏且响应速度极快
。
压电压力传感器组件的截面图：螺母 (A)、外壳 (B)、晶体 (C)、隔膜 (D)、引线 (E) 和圆盘 (F)
压电压力传感器
压力传感器工作原理--压力传感器的安装
在一定程度上，
工作原理——绝对、表压或差动——决定了传感器的结构
。例如，当安装在电路板或面板上时，绝对压力传感器可以设计为响应施加在顶侧或背面的压力。为被测介质创建一个从顶部进入的端口可能会使传感器容易受到物理损坏或污垢或湿气污染等危险的影响，可以选择底部进入传感器来克服这一点。下图比较了两种类型的布局。
压力传感器的安装图
压力传感器工作原理--顶部或底部入口绝对压力传感器示意图
仪表传感器通常设计为允许大气压力施加到一个端口，同时允许将测量的压力施加到另一个端口。
类似地，差分传感器将具有两个端口，每个被测介质都设计为通过这些端口与传感元件接触，下图比较了仪表和差动传感器的结构。
表压（左）和两端口差动（右）压力传感器封装。
表压（左）和两端口差动（右）压力传感器封装
答：压力传感器工作原理 1、应变片压力传感器原理 电阻应变片压力传感器的核心部分是电阻应变片，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，其电阻值会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度增加，而截面积减少，电阻值便会增大。2、陶瓷压力传感器原理 抗腐蚀的陶瓷压力传感器没有液体的传递...
答：原理：金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示：R=ρ。式中：ρ-金属导体的电阻率（Ω·/m）；S-导体的截面积；L-导体的长度（m）。以金属丝应变电阻为例，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会...
答：在应变计型压力传感器中，箔或硅应变计布置为惠斯通电桥。应变仪连接到某种隔膜上，当施加压力时隔膜会发生偏转。然后由惠斯通电桥电路测量、放大和调节所得信号，以提供代表施加压力的合适传感器电压或变送器电流输出，如下图所示。桥式传感器的电路图 压变是测量 系统中两个压力值或两个压力点之间的压力...
答：若根据结构与原理不同来划分，可分为:压阻式、压电式、电容式、应变式、振频式、光电式、超声式压力传感器等。压力传感器的应用：1、在液压系统中的应用：压力传感器在液压系统中主要是来完成力的闭环控制。当控制阀芯突然移动时，在极短的时间内会形成几倍于系统工作压力的尖峰压力。2、在注塑模具中的...
答：工作原理：被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上(不锈钢或陶瓷)，使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生变化， 用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。4 、蓝宝石压力传感器 利用应变电阻式工作原理，采用硅- 蓝宝石作为半导体敏感元件，具有良好的...
答：工作原理：基于压电效应，使用具有压电特性的材料（如石英、锆钛酸铅等）。当这些材料受到压力时会产生电荷，产生的电荷量与施加的压力成正比。通过检测产生的电荷或电压，可以间接地得知压力大小。3. 应变片式压力传感器：工作原理：采用金属或半导体应变片粘贴在弹性体上，当弹性体受力发生形变时，应变片...
答：电感压力传感器 电感式压力传感器的工作原理是由于磁性材料和磁导率不同,当压力作用于膜片时,气隙大小发生改变,气隙的改变影响线圈电感的变化,处理电路可以把这个电感的变化转化成相应的信号输出,从而达到测量压力的目的。该种压力传感器按磁路变化可以分为两种:变磁阻和变磁导。电感式压力传感器的优点在于灵敏度高、测量范...
答：下面是一个具体的压力传感器工作原理图：如上图所示，压力传感器由感应元件和电路两部分组成。感应元件通常是一个弹性薄膜，当物体受到压力时，薄膜开始变形，这个变形会被转化为电信号。电路部分则主要由一个放大器和一个模拟-数字转换器（...
答：三种压力传感器工作原理介绍：1. 压电压力传感器 压电式压力传感器利用压电效应将受到的力转换为电量。它主要由压电材料制成，如石英、磷酸二氢胺和酒石酸钾钠。这些材料在受到外力作用时，表面会产生电荷。通过电荷放大器和其他电路，这些电荷被转换为与受力成正比的电量输出。压电传感器适用于测量力以及...
答：此外,还有光电、光纤和超声波压力传感器。该压力传感器能将被测压力直接转换成各种形式的电信号,方便满足自动化系统集中检测和控制的要求,因此在工业生产中得到了广泛的应用。目录一、引言二、什么是压力传感器?三、压力传感器通用术语四、参数压力传感器的类型及其原理5.1应变式压力传感器5.2压阻式压力传感器5.3电容式压力...
