压力传感器的工作原理是什么

一、类型

压力传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。

目前应用较为广泛的压力传感器有：扩散硅压阻式压力传感器、陶瓷压阻压力传感器、溅射薄膜压力传感器、电容压力传感器、耐高温特性的蓝宝石压力传感器。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。

二、接线方法

各种传感器的接线方式基本都是一样的，压力传感器一般有两线制、三线制、四线制，有的还有五线制的。

压力传感器两线制比较简单，一根线连接电源正极，另一个线也就是信号线经过仪器连接到电源负极，这种是最简单的。压力传感器三线制是在两线制基础上加了一个线，这根线直接连接到电源的负极，较两线制麻烦一点。

四线制压力传感器肯定是两个电源输入端，另外两个是信号输出端。四线制的多半是电压输出而不是4~20mA输出，4~20mA的叫压力变送器，多数做成两线制的。

压力传感器的信号输出有些是没有经过放大的，满量程输出只有几十毫伏，而有些压力传感器在内部有放大电路，满量程输出为0~2V。

至于怎么接到显示仪表，要看仪表的量程是多大，如果有和输出信号相适应的档位，就可以直接测量，否则要加信号调整电路。五线制压力传感器与四线制相差不大，市面上五线制的传感器也比较少。

扩展资料

工作原理：

1、压阻式压力传感器

电阻应变片是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。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。

2、陶瓷压力传感器

陶瓷压力传感器基于压阻效应，压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠斯通电桥，由于压敏电阻的压阻效应。

使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号，标准的信号根据压力量程的不同标定为2.0/3.0/3.3mV/V等，可以和应变式传感器相兼容。

3、扩散硅压力传感器：

扩散硅压力传感器工作原理也是基于压阻效应，利用压阻效应原理，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，利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，具有无与伦比的计量特性。因此，利用硅-蓝宝石制造的半导体敏感元件，对温度变化不敏感，即使在高温条件下，也有着很好的工作特性蓝宝石的抗辐射特性极强另外，硅-蓝宝石半导体敏感元件，无p-n漂移。

5、压电式压力传感器

压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。

参考资料来源：百度百科-压力传感器

一条线接电源正极，另一条线也就是信号线通过仪器接电源负极。这是最简单的。压力传感器三线制在两线制的基础上加了一条线，直接接电源负极，比两线制麻烦一点。

四线压力传感器必须是两个电源输入，另外两个是信号输出。四线制多为电压输出，而不是4~20mA输出。4~20mA称为压力变送器，大多采用二线制。

原则:

1.压阻力传感器

电阻应变片是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。金属应变片的工作原理是吸附在基材上的应变电阻随机械变形而变化，俗称电阻应变效应。

2.陶瓷压力传感器

陶瓷压力传感器基于压阻效应。压力直接作用在陶瓷膜片的正面，使膜片轻微变形。厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，并连接形成惠斯通电桥。https://iknow-pic.cdn.bcebos.com/4d086e061d950a7be710552b04d162d9f2d3c93c?x-bce-process=image%2Fresize%2Cm_lfit%2Cw_600%2Ch_800%2Climit_1%2Fquality%2Cq_85%2Fformat%2Cf_auto

4～20mA信号，如果不远传只需接24V电压+，-，如果需要远传需要组成回路，比如24V+接压力表+，压力表-接4～20mA+，4～20mA-接24V-就可以。

一根线连接电源正极，另一个线也就是信号线经过仪器连接到电源负极，这种是最简单的，压力传感器三线制是在两线制基础上加了一个线，这根线直接连接到电源的负极，较两线制麻烦一点。

四线制压力传感器肯定是两个电源输入端，另外两个是信号输出端。四线制的多半是电压输出而不是4~20mA输出，4~20mA的叫压力变送器，多数做成两线制的。

原理：

1、压阻式力传感器

电阻应变片是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。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。

2、陶瓷压力传感器

陶瓷压力传感器基于压阻效应，压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠斯通电桥。

压力传感器有哪些

压力传感器有哪些，很多的设备包括一些大型的器械都是由多个传感器组装而成的，不同的传感器的作用也是不一样的，传感器的种类有非常的多种多样啊，那么压力传感器有哪些呢？

常见的压力传感器有四种：

1、应变式压力传感器

应变式压力传感器主要通过测量弹性元件应变来测量压力的传感器。根据制作材料的不同，应变元件分金属及半导体。当导体与半导体材料出现机械变形时，其电阻值会发生变化。

2、压阻式压力传感器

压阻压力传感器是采用单晶硅材料的压阻效应及集成电路制作而成的传感器。单晶硅材料受到力的作用，电阻率会出现变化，此时通过测量电路，正比于力变化的电信号就会输出。和粘贴式应变计有所不同，主要通过硅膜片感受被测压力的。

3、电容式压力传感器

电容式压力传感器主要采用电容，将被测压力转成电容值改变的压力传感器。电容器的电极选择圆形金属薄膜或镀金属薄膜，当薄膜感受压力出现变形，此时电容量发生变化，形成电信号。

4、压电式压力传感器

压电式压力传感器采用压电效应，用电气元件和其他机械将压力转换成为电量，再进行相关测量工作的仪器。

二、压力传感器的注意事项

1、在选择安装区域时要根据环境做出保护措施，可以提高设备的寿命。在选择区域时尽可能避开腐蚀及高温的区域，因为环境对设备产生的损害是比较大的，压力传感器的位置选择温差较小的区域。

2、设备所处的环境中有的介质会有较高温度的话，可以装冷凝器作保护，起到降温保护的作用，降低天气对设备的影响。

1.光纤压力传感器

光纤压力传感器是一种以光为载体，光纤为介质，通过传感器感知和传输外部信号信息的传感技术，当外部信号是压力时，它被称为光纤压力传感器。

可测量温度、压力、电压、液位、液体浓度、成分等。此外，还可形成光纤分布式压力传感器。该传感器精度高，频率宽，与机械和电气传感器相比具有明显的优点。

2.电容式真空压力传感器

电容式压力传感器使用电容敏感的原件将测量到的压力转换为输出电信号的精密测量仪器。它采用镀金属膜或圆形金属膜作为电容器的电极之一

当膜受到外界压力时，会发生变形，膜与电极之间产生的电容也会发生变化。测量电路可以输出与电压有关的电信号，分为单电容式压力传感器和差动电容式压力传感器。

3.耐高温压力传感器

当压力作用于传感器的膜片时，膜片会产生与介质压力成比例的微位移，从而使传感器的电阻发生变化或电子电路检测发生变化，转换后的输出形成与该压力对应的信号信息。

膜片的尺寸、厚度、电极间距等器件参数将有效地提高传感器的灵敏度和线性范围，在各种工业自动化环境、水利水电、智能建筑、石油化工、油井、电力、船舶、炉窑等多个行业进行试验。

陶瓷压力传感器

陶瓷压力传感器基于压阻效应，压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠斯通电桥。

由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号，标准的信号根据压力量程的.不同标定为2.0/3.0/3.3mV/V等，可以和应变式传感器相兼容。

蓝宝石压力传感器

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，具有较为突出的计量特性。利用硅-蓝宝石制造的半导体敏感元件，对温度变化不敏感，即使在高温条件下，也有着较佳的工作特性蓝宝石的抗辐射特性极强另外，硅-蓝宝石半导体敏感元件，无p-n漂移。

进气压力传感器

进气压力传感器检测的是节、气门后方的进气歧管的绝对压力，它根据发动机转速和负荷的大小检测出歧管内绝对压力的变化，然后转换成信号电压送至发动机控制单元(ECU)，ECU依据此信号电压的大小，控制基本喷油量的大小。

进气压力传感器种类较多，有电容式、压敏电阻式等。由于压敏电阻式具有尺寸小、安装灵活、响应时间快、检测精度高等优点，因而被广泛用于D型喷射系统中。

防爆型压力传感器

压力变送器采用高性能的感压芯片，配合先进的电路处理和温度补偿技术，将压力变化转化为线性的电流或电压信号。产品体积小巧易于安装，采用不锈钢外壳隔离防腐，适于测量与接触部分材质相兼容的气体、液体等介质，它可以用来测量负压、表压和绝压。

歧管绝对压力(MAP)传感器

MAP传感器位于车辆进气歧管附近或内部，可在任何给定时间测量施加在发动机上的动力负载。传感器将这些测量值与真空进行比较以确保一致性。

在应用中，MAP传感器很重要，因为MAP传感器报告的外部因素会导致较高的发动机负载和对燃油通过量的更高需求。例如，如果车辆开始爬坡，则MAP传感器应显示低真空和高发动机负荷。

1、 压电压力传感器

这个类型的压力传感器主要是在压电效应产生形成的原理情况。其主要使用的是一种压电材料，主要包括石英、酒石酸钾钠以及磷酸二氢胺等等。

其中石英是一种天然状态的晶体，而压电效应就是在这种晶体中发现的，在一定的温度范围之内，压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电性质完全消失。

压电压力传感器主要是使用在加速度、压力等等的测量之中，有着结构简单、体积小、寿命长的优点。在生活中我们能够在飞机、船舶、桥梁建筑上进行使用。

2、 压阻压力传感器

这个压力传感器是在压阻效应上实现的，是能够用来描述材料在受到机械式应力下所产生的电阻变化。与上面种类不一样的是，压阻效应只会产生阻抗变化，并且不会产生电荷。

大多数金属材料与半导体材料都被发现具有压阻效应。其中半导体材料中的压阻效应远大于金属。由于硅是现今集成电路的主要，以硅制作而成的压阻性元件的应用就变得非常有意义。

3、 电容式压力传感器

电容式压力传感器是一种使用电容来作为敏感器件，能够将被测的压力转换成为一种电容值改变的压力传感器。这种传感器一般情况下采用的是一种圆形的金属膜或者是镀金的金属薄膜来作为电极。

当薄膜感受压力而变形时，薄膜与固定电极之间形成的电容量发生变化，通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。电容式压力传感器属于极距变化型电容式传感器，可分为单电容式压力传感器和差动电容式压力传感器。

4、 蓝宝石压力传感器

其工作原理则是利用应变电阻来进行工作，采用一种硅蓝宝石来作为一个半导体的敏感元器件，有着无法估量的计量特点。在这种传感器使用的电路能够确保电桥电路的稳定供电，同时将应变电桥的失衡信号转换成统一的信号进行输出。

1 、应变片压力传感器原理

力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。

电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路(通常是A/D 转换和CPU )显示或执行机构。

2 、陶瓷e68a84e8a2ade799bee5baa631333365643632压力传感器原理

陶瓷压力传感器 压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠斯通电桥(闭桥)，由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生一个与压力成正比的电压信号。

3 、扩散硅压力传感器原理

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，具有良好的计量特性。

5 、压电压力传感器原理

压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英(二氧化硅)是一种天然晶体，压电效应就是在这种晶体中发现的，在一定的温度范围之内，压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电性质完全消失(这个高温就是所谓的 “居里点”)。由于随着应力的变化电场变化微小(也就说压电系数比较低)，所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。

一、原理不同

1、压力传感器电阻应变片是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。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。

2、陶瓷压力传感器基于压阻效应，压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠斯通电桥，由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号。

3、扩散硅压力传感器工作原理也是基于压阻效应，利用压阻效应原理，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，利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、压力变送器感受压力的电器元件一般为电阻应变片，电阻应变片是一种将被测件上的压力转换成为一种电信号的敏感器件。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。

5、通常是将应变片通过特殊的黏合剂紧密地粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。

二、相关应用不同

1、压力传感器主要应用于：增压缸、增压器、气液增压缸、气液增压器、压力机，压缩机，空调制冷设备等领域。

2、压力变送器：

(1)、智能化：由于集成化的出现,在集成电路中可添加一些微处理器,使得变送器具有自动补偿、通讯、自诊断、逻辑判断等功能。

(2)、集成化：压力变送器已经越来越多的与其它测量用变送器集成以形成测量和控制系统。集成系统在过程控制和工厂自动化中可提高操作速度和效率。

(3)、小型化：市场对小型压力变送器的需求越来越大，这种小型变送器可以工作在极端恶劣的环境下，并且只需要很少的保养和维护，对周围的环境影响也很小，可以放置在人体的各个重要器官中收集资料，不影响人的正常生活。

· 陶瓷压力传感器 ·

这种传感器是具有抗腐蚀性的，它没有经过液体的传递，所受到的压力是直接地作用在传感器陶瓷膜片的前表面上的，这时候，陶瓷膜片就会形成很微小的形变，而厚膜电阻则是印刷在膜片的背面上的，这样就可以连接成为一个惠斯通电桥。根据压敏电阻的压阻效应，可以让电桥形成一个具有高度线性的电压信号，它跟激隔爆温度变送器励电压成正比关系、跟压力也成正比关系。而标准的信号是以压力量程的不同为依据标定的，它能够跟应变式传感器互相兼容。根据激光标定，传感器的时间稳定性和温度稳定性都很高，它的自带温度补偿范围是0到70℃，它还能够跟很多的介质直接接触。

· 蓝宝石压力传感器·

它是根据应变电阻式的原理而工作的，它的计量特性是很好的，因为利用了硅- 蓝宝石这个搭配作为半导体敏感元件。蓝宝石的绝缘特性和弹性都很好而且蓝宝石的硬度很高，比硅还要坚固，因此用户不需要害怕它发生形变蓝宝石系的组成是单晶体绝缘体元素，因此它不会发生蠕动、疲劳以及滞后的现象。所以，利用硅- 蓝宝石这个搭配作为半导体敏感元件的话，温度对它测量的影响就变得很小了，就算是在很高温的环境中，它的工作特性还是可以保持得很好的，而且，蓝宝石还具有很强的抗辐射作用。利用了这个敏感元件，可以大大地确保了产品的成品率、提高了测量的重复性以及简化了制造的工艺。利用了硅- 蓝宝石作为半导体敏感元件的变送器以及压力传感器，无论在多恶劣的环境中都是可以正常地工作的，它的性价比高、温度的误差很小、精度很好以及可靠性高。

·应变片压力传感器·

这种传感器的种类有很多，电容式、谐振式、电感式、电阻应变片以及压阻式等等，但是以压阻式使用最为广泛的，它具有比较好的线性、比较高的精度以及比较低的价格。

·扩散硅压力传感器·

当待测介质的压力作用在传感器膜片上的时候，膜片就会形成一定的微位移，它跟介质压力是成正比的关系的，这个时候，就会导致传感器的电阻值发生一定的改变，使用电子线路对这个变化进行检测，接着就可以转换输出一个标准的测量信号，它是与这个压力相对应的。

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陶瓷压力传感器没有液体的传递，压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠斯通电桥(闭桥)，由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号。陶瓷压力传感器应用于过程控制、环境控制、液压和气动设备、伺服阀门和传动、化学制品和化学工业及医用仪表等众多领域。