壓力傳感器是如何工作的？
要了解壓力傳感器的工作原理，首先需要掌握其背后的基本物理和材料科學(xué)壓力傳感器工作原理及壓阻效應(yīng)，由測(cè)量應(yīng)變儀(有時(shí)也稱(chēng)為應(yīng)變計(jì))。金屬箔應(yīng)變計(jì)是一種傳感器，其電阻隨所施加的力而變化。換句話說(shuō)，它將力、壓力、張力、扭矩和重量(又名重量傳感器)轉(zhuǎn)化為電阻的變化，然后可以進(jìn)行測(cè)量。
壓力傳感器是如何工作的？
應(yīng)變儀是以之字形緊緊貼在薄膜上的電導(dǎo)體。當(dāng)這種薄膜被拉伸時(shí)，它和導(dǎo)體一起被拉伸。當(dāng)它被推動(dòng)時(shí)，它收縮并變短。這種形狀的變化導(dǎo)致電導(dǎo)體中的電阻也發(fā)生變化。由于應(yīng)變計(jì)電阻隨著施加的應(yīng)變而增加，隨著收縮而減小，因此稱(chēng)重傳感器中施加的應(yīng)變可以根據(jù)這一原理來(lái)確定。
結(jié)構(gòu)上，壓力傳感器由金屬箔制成的金屬體(也稱(chēng)為撓性件)應(yīng)變儀結(jié)合在一起。這些力測(cè)量傳感器主體通常由鋁或不銹鋼制成，這賦予傳感器兩個(gè)重要的特性：提供承受高負(fù)載的堅(jiān)固性，以及具有最小變形的彈性，并且當(dāng)力被移除時(shí)恢復(fù)到其原始形狀。
壓力傳感器將壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。工業(yè)壓力傳感器利用壓阻效應(yīng)，由安裝在膜片上的金屬箔應(yīng)變計(jì)組成。隨著壓力的變化，膜片會(huì)改變形狀，導(dǎo)致應(yīng)變儀中的電阻發(fā)生變化，從而可以用電學(xué)方法測(cè)量壓力變化。我們的壓力傳感器自然會(huì)產(chǎn)生以毫伏為單位的電信號(hào)，該信號(hào)隨負(fù)載和傳感器激勵(lì)電壓(mV/V–毫伏每伏)成比例變化。然而，我們提供內(nèi)置模擬放大器的壓力傳感器。帶有內(nèi)置放大器的壓力傳感器產(chǎn)生變化電壓(即10V)或變化電流(即4-20 mA)的信號(hào)。應(yīng)變儀排列成所謂的a形惠斯通電橋放大器電路(見(jiàn)下圖)。這意味著四個(gè)應(yīng)變計(jì)互連成一個(gè)回路，被測(cè)力的測(cè)量網(wǎng)格也相應(yīng)地對(duì)準(zhǔn)。
應(yīng)變橋式放大器提供穩(wěn)定的激勵(lì)電壓，并將mv/V輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)用戶(hù)更有用的另一種信號(hào)形式。應(yīng)變片電橋產(chǎn)生的信號(hào)是低強(qiáng)度信號(hào)，可能無(wú)法與系統(tǒng)的其他組件(如PLC、數(shù)據(jù)采集模塊(DAQ)或計(jì)算機(jī))一起工作。因此，壓力傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)器功能包括激勵(lì)電壓、噪聲過(guò)濾或衰減、信號(hào)放大和輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換。此外，更改壓力傳感器放大器輸出被校準(zhǔn)為與施加到撓性件上的力成比例，該力可以通過(guò)壓力傳感器電路方程來(lái)計(jì)算。
