压力传感器不光光在生产测量中的应用广泛,在我们日常生活中也经常可以见到,现在很多交通工具中都有安装压力传感器,很多人知晓汽车上有压力传感器,其实就算是常见的普通摩托车上也是有压力传感器的存在。而且应变式压力传感器是压力传感器中应用较多的一种传感器,一般用来测量较大的压力,广泛应用在测量管道内部压力、内燃机燃气的压力、压差与喷射压力、发动机与导弹试验中的脉动压力,和各领域中的流体压力等。
组合式
组合式应变压力传感器中,起重弹性敏感元件可以分为感受元件和弹性应变元件。这当中,感受元件把压力转换为力传递到弹性应变元件应变最敏感的部位,而且应变片则贴在弹性应变元件的最大应变处。实际上,较复杂的应变管式和应变梁式都属于这种型式。
感受元件有膜片、膜盒、波纹管、波登管等,弹性应变元件有悬臂梁、固定梁、Π形梁、环形梁、薄壁筒等。它们之间可以根据不同需要组合成多种型式。应变式压力传感器主要用来测量流动介质动态或静态压力,比如说动力管道设备的进出口气体或液体的压力、内燃机管道压力等等。
膜片式
它的弹性敏感元件为周边固定圆形金属平膜片。膜片受压力变形时,中心处径向应变与切向应变均达到正的最大值,并且边缘处径向应变达到负的最大值,切向应变为零。因为常把两个应变片分别贴在正负最大应变处,而且接成相邻桥臂的半桥电路以获得较大灵敏度和温度补偿作用。采用圆形箔式应变计(见电阻应变计)则能最大限度地利用膜片的应变效果,这种传感器的非线性较显著。膜片式压力传感器的最新产品是将弹性敏感元件与应变片的作用集于单晶硅膜片一身,即采用集成电路工艺在单晶硅膜片上扩散制作电阻条,并采用周边固定结构制成的固态压力传感器(见压阻式传感器).
应变梁式
测量较小压力时,可以采用固定梁或等强度梁的结构。一种方法是用膜片把压力转换为力再通过传力杆传递给应变梁,两端固定梁的最大应变处在梁的两端与中点,应变片就贴在这些地方。这种结构还有其他形式,比如可采用悬梁与膜片或波纹管构成。
应变管式
应变管式亦称应变筒式,它的弹性敏感元件为一端封闭的薄壁圆筒,还有另一端带有法兰与被测系统连接。在筒壁上贴有2片或4片应变片,这当中一半贴在实心部分作为温度补偿片,另外一半作为测量应变片。当没有压力时4片应变片组成平衡的全桥式电路;当压力作用于内腔时,圆筒变形成“腰鼓形”,使电桥失去平衡,输出与压力成一定关系的电压。
这种传感器还可以利用活塞将被测压力转换为力传递到应变筒上或通过垂链形状的膜片传递被测压力。应变管式压力传感器的结构简单、制造方便、适用性强,在火箭弹、炮弹与火炮的动态压力测量方面有广泛应用。
|