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应变式压力传感器与压阻式压力传感器的主要区别
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  现代工业中信息处理技术取得的进展以及微处理器和计算机技术的高速发展,都需要在传感器的开发方面有相应的进展。微处理器现在已经在测量和控制系统中得到了广泛的应用。随着这些系统能力的增强,作为信息采集系统的前端单元,传感器的作用越来越重要。传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件,作为系统中的一个结构组成,其重要性变得越来越明显。最广义地来说,传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会(IEC: International Electrotechnical Committee)的定义为:“传感器是测量系统中的一种前置部件,它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel 等的说法是:“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”,而“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的传感器”。传感器是传感器系统的一个重要组成部分,它是被测量信号输入的第一道关口。然而很多朋友对工业压力传感器的细分应变式和压阻式两大种类认识不够清晰,下面就由传立仪器为您简要介绍一下这两款工业自控中最为常用传感器的主要区别及原理。


  应变式传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应,即在外力作用下产生机械形变,从而使电阻值随之发生相应的变化。电阻应变片主要有金属和半导体两类,金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高(通常是丝式、箔式的几十倍)、横向效应小等优点。从原理上讲,应变式压力传感器是外界的压力(或拉力)引起应变材料的几何形状(长度或宽度)发生改变,从而导致材料的电阻发生变化,检测这个电阻变化量可以测得外力的大小。


1、传感器与环境保护

  压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件,扩散电阻在基片内接成电桥形式。当基片受到外力作用而产生形变时,各电阻值将发生变化,电桥就会产生相应的不平衡输出。用作压阻式传感器的基片(或称膜片)材料主要为硅片或锗片,硅片为敏感材料而制成的硅压阻传感器越来越受到人们的重视,尤其是以测量压力和速度的固态压阻式传感器应用最为普遍。

  电阻式压力传感器一般是由在同一个平面上不同方向的4个电阻组成惠斯通电桥,利用传感器受到压力时不同方向上电阻的阻值的变化不同,输出的电压与压力成线性变化的原理来实现的。

  电阻式压力传感器常见的有两大类,一类是陶瓷压阻式传感器,另一类是扩散硅压阻式传感器。可见两种材料虽然都对外力变化呈现出电阻的变化,但原理不同。另外,应变式材料对外力的敏感度远远低于半导体压阻材料,后者的灵敏度是前者的约100倍;应变材料特性受温度影响较小,而半导体压阻材料对温度敏感。