2.3.應(yīng)用電測法測量壓力

電測壓力法是通過壓力傳感器直接把被測壓力變換為電信號。一般人們可利用某些機械或電氣元件的一些典型的物理特性來實現(xiàn)這種壓力與電信號的轉(zhuǎn)換。如電阻應(yīng)變式、壓電式、電容式、壓磁式、電感式等方法。

特點：a）動態(tài)特性好，適于測量快速變化的壓力信號b）耐壓上限高，適于超高壓場合c）輸出信號易于遠傳2.3.應(yīng)用電測法測量壓力

2.3.1電阻式壓力傳感器2.3.1.1應(yīng)變式壓力傳感器基于金屬導(dǎo)體的“應(yīng)變效應(yīng)”，將被測壓力轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮璧淖兓M而測量壓力。應(yīng)變效應(yīng)：金屬材料在外力作用下發(fā)生機械形變時，幾何尺寸的變化引起電阻值的變化。金屬導(dǎo)體的電阻R：導(dǎo)體的電阻率；：導(dǎo)體長度；：導(dǎo)體截面積對于一根圓截面的金屬電阻絲，當受到軸向拉力F作用后，金屬電阻絲在拉伸比例極限內(nèi)，電阻值的相對變化量與軸向應(yīng)變成正比。金屬電阻絲發(fā)生機械形變時，電阻的變化是由幾何尺寸的改變引起的。一般把金屬材料制成電阻應(yīng)變片使用，將它粘貼于彈性元件表面，在外力作用下彈性元件的微小形變在其表面產(chǎn)生應(yīng)變，通過應(yīng)變片將該應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻的變化。金屬電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)常見的有絲式、箔式。敏感柵金屬絲式應(yīng)變片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)金屬應(yīng)變片的材料敏感柵是電阻應(yīng)變片的核心，要求材料的電阻應(yīng)變靈敏系數(shù)大，且在較大的應(yīng)變范圍內(nèi)應(yīng)保持常數(shù)；電阻率大，即在同樣長度、同樣截面積的金屬絲或金屬箔中具有較大的電阻初始值；電阻溫度系數(shù)小，即環(huán)境溫度變化引起的電阻變化要小；機械強度高且具有良好的機械加工性能，易于加工成細絲或箔片應(yīng)變片；焊接性能良好，與其它金屬材料的接觸電勢小。應(yīng)變式壓力傳感器（1）應(yīng)變式壓力傳感器結(jié)構(gòu)應(yīng)變式壓力傳感器是金屬應(yīng)變片粘貼于彈性元件表面形成的組合體，其中彈性元件是壓力敏感元件，應(yīng)變片是應(yīng)變－電阻轉(zhuǎn)換元件。被測壓力使應(yīng)變片產(chǎn)生應(yīng)變。當應(yīng)變片壓縮應(yīng)變時,其阻值減小；當應(yīng)變片產(chǎn)生拉伸應(yīng)變時，其阻值增加。應(yīng)變片阻值的變化，再通過橋式電路獲得相應(yīng)的毫伏級電勢輸出，并用毫伏計或其他記錄儀顯示被測壓力，從而組成應(yīng)變片式壓力表。2.3.1.1應(yīng)變式壓力傳感器應(yīng)變片式壓力變送器有較好的動態(tài)性能，適用于快速變化的壓力測量。

圖2-6應(yīng)變式壓力傳感器示意圖1—應(yīng)變筒;2—外殼;3—密封膜片（2）應(yīng)變式壓力傳感器特點應(yīng)變式壓力傳感器測壓范圍寬，可以從幾帕到幾百兆帕；測量精度高，最高可達0.05級；測量速度快，可適用于靜態(tài)和動態(tài)檢測。電阻信號變化微弱且受環(huán)境溫度的影響，抗干擾能力較差，在大應(yīng)變狀態(tài)下有較大的非線性。2.3.1.2壓阻式壓力傳感器1.原理：壓阻效應(yīng)，半導(dǎo)體受到作用力后，其電阻率發(fā)生變化從而引起電阻的變化。電阻受到壓力作用后，電阻的變化率為：2.壓阻元件采用半導(dǎo)體材料制成的應(yīng)變-電阻轉(zhuǎn)換元件作為壓阻元件。有兩種：（1）粘貼式的半導(dǎo)體應(yīng)變片，是用單晶硅切割加工成薄片或條狀并焊接上電極引線，粘貼在金屬或其他材料的基片上所制成的。（2）硅杯膜片，是一個周邊固定的上面擴散有硅應(yīng)變電阻的硅膜片。3.特點：易于微小型化；靈敏度高，比金屬應(yīng)變片高50-100倍；頻率響應(yīng)快，能檢測靜壓，也能檢測動壓（頻率高達10kHz)