壓力感測器是工業實踐中最為常用的一種感測器

2022-05-14 21:03:19 字數 4862 閱讀 2203

壓力感測器是工業實踐中最為常用的一種感測器,而我們通常使用的壓力感測器主要是利用壓電效應製造而成的,這樣的感測器也稱為壓電感測器。

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,當沿著一定方向受到機械力作用發生變形時,就產生了極化效應;當機械力撤掉之後,又會重新回到不帶電的狀態,也就是受到壓力的時候,某些晶體可能產生出電的效應,這就是所謂的極化效應。科學家就是根據這個效應研製出了壓力感測器。

壓電感測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(二氧化矽)是一種天然晶體,壓電效應就是在這種晶體中發現的,在一定的溫度範圍之內,壓電性質一直存在,但溫度超過這個範圍之後,壓電性質完全消失(這個高溫就是所謂的「居里點」)。由於隨著應力的變化電場變化微小(也就說壓電係數比較低),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係數,但是它只能在室溫和濕度比較低的環境下才能夠應用。磷酸二氫胺屬於人造晶體,能夠承受高溫和相當高的濕度,所以

已經得到了廣泛的應用。

在現在壓電效應也應用在多晶體上,比如現在的壓電陶瓷,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。

壓電效應是壓電感測器的主要工作原理,壓電感測器不能用於靜態測量,因為經過外力作用後的電荷,只有在迴路具有無限大的輸入阻抗時才得到儲存。實際的情況不是這樣的,所以這決定了壓電感測器只能夠測量動態的應力。

壓電感測器主要應用在加速度、壓力和力等的測量中。壓電式加速度感測器是一種常用的加速度計。它具有結構簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優異的特點。

壓電式加速度感測器在飛機、汽車、船舶、橋梁和建築的振動和衝擊測量中已經得到了廣泛的應用,特別是航空和宇航領域中更有它的特殊地位。壓電式感測器也可以用來測量發動機內部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用於軍事工業,例如用它來測量槍炮子彈在膛中擊發的一瞬間的膛壓的變化和炮口的衝擊波壓力。

它既可以用來測量大的壓力,也可以用來測量微小的壓力。

壓電式感測器也廣泛應用在生物醫學測量中,比如說心室導管式微音器就是由壓電感測器製成的,因為測量動態壓力是如此普遍,所以壓電感測器的應用就非常廣。

除了壓電感測器之外,還有利用壓阻效應製造出來的壓阻感測器,利用應變效應的應變式感測器等,這些不同的壓力感測器利用不同的效應和不同的材料,在不同的場合能夠發揮它們獨特的用途。

編輯本段工作原理

半導體壓電阻抗擴散壓力感測器是在薄片表面形成半導體變形壓力,通過外力(壓力)使薄片變形而產生壓電阻抗效果,從而使阻抗的變化轉換成電訊號。

靜電容量型壓力感測器,是將玻璃的固定極和矽的可動極相對而形成電容,將通過外力(壓力)使可動極變形所產生的靜電容量的變化轉換成電氣訊號。 (e8y的動作原理便是靜電容量方式,其他機種採用半導體方式)。

溫度感測器壓力感測器

編輯本段醫用壓力感測器

適用範圍

用於對人體有創血壓如動脈壓、中心靜脈壓、肺動脈壓、左冠狀動脈壓多種壓力進行監測,直接獲得血壓這一生理引數,為臨床對疾病的診斷、**和預後估計提供客觀依據。

結構規格

選用醫用級聚碳酸脂、聚氯乙烯作為感測器主體及測壓連線管的材料。

包裝規格為ch-dpt-248、ch-dpt-248ⅱ、ch-dpt-248ⅲ。

安裝程式

1) 連線壓力感測器系統前開啟監護儀。

2) 採用消毒措施開啟包裝,確認所有的介面安全密封以及三通閥等輔件工作狀態良好。

注意:連線接頭時,不要擰得太緊。

常規/醫用壓力感測器fop-m

3) 旋塞閥的所有通口都應蓋有孔的保護帽,直到感測器系統內注滿肝素生理鹽水溶液和排盡氣泡後,才更換成無孔的保護帽。

4) 把壓力感測器連線到監護儀上,按照監護儀說明把監護儀調零。

注意:a)如無法調零,請更換感測器重新調零;如果調零不成功,請檢查電纜連線、監護儀等是否正常。b)在安裝dpt-248ⅱ、ch-dpt-248ⅲ感測器時,要用顏色編碼來鑑別血壓型別:

紅色---動脈壓;藍色---中心靜脈壓;黃色---肺動脈壓;綠色---左冠狀動脈壓;白色---其他。

5) 用肝素生理鹽水沖洗管路,併排儘管路中的空氣。

注意:管路不得有氣泡殘留。

6) 待所有管路中填充肝素生理鹽水後,將感測器系統連線到人體。

藥液填充

1) 遵照醫師說明,在乙個密閉的輸液袋中準備肝素生理鹽水(通常是0.9%的生理鹽水加一定體積的水成肝磷脂)。

2) 開啟已消毒好的感測器包,核實所有的接頭均是安全的且所有的三通閥旋紐均是在所期望的位置。

3) 將輸液器插頭插入輸液袋中,開啟流量調節器(滾動止流夾),輕輕擠壓輸液袋,同時擠壓感測器沖洗閥,直到將所有空氣都排出輸液器及所有管路。

4) 關閉流量調節器(滾動止流夾),將輸液器放入壓力護套中並懸掛在距離病人約2英呎高的掛杆上。

注意:此時不要給輸液袋加壓。

5) 仔細檢查系統中所有充入液體的部分,確認所有的氣泡均已被排出。

6) 將輸液袋加壓到300mmhg,如果仍有氣泡殘留在系統中,擠壓沖洗閥除去系統中所有的空氣。

7) 將系統中三通閥的所有未使用的通道上的保護帽全部換成無孔保護帽。

8) 將感測器系統連線到病人身上,再次沖洗系統以便除去管路中的血液。

為避免沖洗時氣泡或管路中的血液凝血回到患者,要確保管路中衝入液體並且允許少量血液通過導管回流的現象。

調零校準

1) 建議將壓力感測器及其三通閥置於腋中線水平,這個三通是用來通氣和感測器調零的。

2) 核准三通閥上的保護帽為有孔的,將感測器與監護儀連線起來,並按照監護儀說明,將感測器在大氣條件下調零。

3) 監護儀調零後,關閉三通閥與空氣連通口,並蓋上無孔保護帽。

浙江辰和醫療

4) 用方波檢測系統的動力反應。動力反應測試應在沖洗管路、排盡氣泡並與患者相連線調零和校準等一系列操作後實施。

注意:系統需要大約一分鐘的平衡過程,然後施行小滴量檢查沖洗閥是否良好,用肉眼觀察是否有洩露。安裝30分鐘後要定期檢查,確保輸液袋壓力正常、流量正常並無洩露。

因任何小的洩露可能導致監護儀讀數錯誤。

5)系統調零校準正常後,按需要進行動態監測。

使用禁忌

對已知出血性疾病者應特別注意。

連續使用不得超過7天。

編輯本段工業壓力感測器

實際應用

cbm-2100投入型壓力感測器

力學感測器的種類繁多,如電阻應變片壓力感測器、半導體應變片壓力感測器、壓阻式壓力感測器、電感式壓力感測器、電容式壓力感測器、諧振式壓力感測器及電容式加速度感測器等。但應用最為廣泛的是壓阻式壓力感測器,它具有極低的**和較高的精度以及較好的線性特性。下面我們主要介紹這類感測器。

在了解壓阻式力感測器時,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訊號的敏感器件。它是壓阻式應變感測器的主要組成部分之一。

電阻應變片應用最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特殊的粘和劑緊密的粘合在產生力學應變基體上,當基體受力發生應力變化時,電阻應變片也一起產生形變,使應變片的阻值發生改變,從而使加在電阻上的電壓發生變化。

這種應變片在受力時產生的阻值變化通常較小,一般這種應變片都組成應變電橋,並通過後續的儀表放大器進行放大,再傳輸給處理電路(通常是a/d 轉換和cpu )顯示或執行機構。

電阻應變片的工作原理

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生阻值變化的現象,俗稱為電阻應變效應。金屬導體的電阻值可用下式表示:

式中:ρ——金屬導體的電阻率(ω。cm2/m )

s ——導體的截面積(cm2 )

l ——導體的長度(m )

我們以金屬絲應變電阻為例,當金屬絲受外力作用時,其長度和截面積都會發生變化,

cbm-3000通用型壓力感測器

從上式中可很容易看出,其電阻值即會發生改變,假如金屬絲受外力作用而伸長時,其長度

增加,而截面積減少,電阻值便會增大。當金屬絲受外力作用而壓縮時,長度減小而截面增

加,電阻值則會減小。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。

(空侶網暖通專家提供)

陶瓷壓力感測器原理及應用

抗腐蝕的陶瓷壓力感測器沒有液體的傳遞,壓力直接作

鼎興壓阻式壓力感測器

用在陶瓷膜片的前表面,使膜片產生微小的形變,厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面,連線成乙個惠斯通電橋(閉橋),由於壓敏電阻的壓阻效應,使電橋產生乙個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓訊號,標準的訊號根據壓力量程的不同標定為2.0 / 3.0 / 3.

3 mv/v等,可以和應變式感測器相相容。通過雷射標定,感測器具有很高的溫度穩定性和時間穩定性,感測器自帶溫度補償0 ~70℃,並可以和絕大多數介質直接接觸。

陶瓷是一種公認的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗衝擊和振動的材料。陶瓷的熱穩定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度範圍高達-40 ~135 ℃,而且具有測量的高精度、高穩定性。電氣絕緣程度》2kv,輸出訊號強,長期穩定性好。

高特性,低**的陶瓷感測器將是壓力感測器的發展方向,在歐美國家有全面替代其它型別感測器的趨勢,在中國也越來越多的使用者使用陶瓷感測器替代擴散矽壓力感測器。

擴散矽壓力感測器原理及應用

工作原理被測介質的壓力直接作用於感測器的膜片上(不鏽鋼或陶瓷),使膜片產生與

tbp-1擴散矽無腔壓力感測器

介質壓力成正比的微位移,使感測器的電阻值發生變化,和用電子線路檢測這一變化,並轉換輸出乙個對應於這一壓力的標準測量訊號。

原理圖藍寶石壓力感測器原理與應用

利用應變電阻式工作原理,採用矽- 藍寶石作為半導體敏感元件,具有無與倫比的計特性。

藍寶石系由單晶體絕緣體元素組成,不會發生滯後、疲勞和蠕變現象;藍寶石比矽要堅固,硬度更高,不怕形變;藍寶石有著非常好的彈性和絕緣特性(1000 oc 以內),因此,利用矽- 藍寶石製造的半導體敏感元件,對溫度變化不敏感,即使在高溫條件下,也有著很好的工作特性;藍寶石的抗輻射特性極強;另外,矽- 藍寶石半導體敏感元件,無p-n 漂移,因此,從根本上簡化了製造工藝,提高了重複性,確保了高成品率。

定製壓力感測器美國Omega工業測量

定製壓力感測器簡介 omega 開發出了一款模組化感測器系統,借助該系統,客戶可以快速輕鬆地指定具有應用所需的準確技術引數的壓力感測器。由於採用定製設計的裝配區域以及自動測試和校準系統,避免了在訂購定製感測器時經常出現的交貨延遲期過長現象。使用我們的系統,交貨期通常不到 1 周時間,並且質量百分百合...

壓力感測器的工作原理

2.陶瓷壓力感測器原理及應用 抗腐蝕的陶瓷壓力感測器沒有液體的傳遞,壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片產生微小的形變,厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面,連線成乙個惠斯通電橋 閉橋 由於壓敏電阻的壓阻效應,使電橋產生乙個與壓力成正比的高度線性 與激勵電壓也成正比的電壓訊號,標準的訊號根據壓力量程的不同...

壓力感測器的原理簡介

壓力感測器是工業實踐中最為常用的一種感測器,而我們通常使用的壓力感測器主要是利用壓電效應製造而成的,這樣的感測器也稱為壓電感測器。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,當沿著一定方向受到機械力作用發生變形時,就產生了極化效應 當機械力撤掉之後,又會重新回到不帶電的狀態,也就是...