壓力傳感器是液壓系統(tǒng)中為常用的一種傳感器。
1 工作原理
壓電式壓力傳感器原理基于壓電效應(yīng)。壓電效應(yīng)是某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時(shí)，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的兩個(gè)相對(duì)表面上出現(xiàn)正負(fù)相反的電荷。當(dāng)外力去掉后，它又會(huì)恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為正壓電效應(yīng)。當(dāng)作用力的方向改變時(shí)，電荷的極性也隨之改變。相反，當(dāng)在電介質(zhì)的極化方向上施加電場(chǎng)，這些電介質(zhì)也會(huì)發(fā)生變形，電場(chǎng)去掉后，電介質(zhì)的變形隨之消失，這種現(xiàn)象稱(chēng)為逆壓電效應(yīng)。
壓電式壓力傳感器的種類(lèi)和型號(hào)繁多，按彈性敏感元件和受力機(jī)構(gòu)的形式可分為膜片式和活塞式兩類(lèi)。膜片式主要由本體、膜片和壓電元件組成。壓電元件支撐于本體上，由膜片將被測(cè)壓力傳遞給壓電元件，再由壓電元件輸出與被測(cè)壓力成一定關(guān)系的電信號(hào)。這種傳感器的特點(diǎn)是體積小、動(dòng)態(tài)特性好、耐高溫等。現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)對(duì)傳感器的性能出越來(lái)越高的要求。
2 性能參數(shù)
壓力傳感器性能參數(shù)主要如下。
1）額定壓力范圍（MPa）：是滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值的壓力范圍。也就是在高和低溫度之間，傳感器輸出符合規(guī)定工作特性的壓力范圍。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)傳感器所測(cè)壓力在該范圍之內(nèi)。
2）大壓力范圍（MPa）：指?jìng)鞲衅髂荛L(zhǎng)時(shí)間承受的大壓力，且不引起輸出特性*性改變。特別是半導(dǎo)體壓力傳感器，為提高線性和溫度特性，一般都大幅度減小額定壓力范圍。因此，即使在額定壓力以上連續(xù)使用也不會(huì)被損壞。一般大壓力是額定壓力高值的2~3倍。
3）損壞壓力（MPa）：指能夠加工在傳感器上且不使傳感器元件或傳感器外殼損壞的大壓力。
4）線性度（%F·S）：在規(guī)定條件下，傳感器靜態(tài)校準(zhǔn)曲線與擬合直線間的大偏差△Ymax與滿(mǎn)量程輸出值YSF之比的百分?jǐn)?shù)稱(chēng)為傳感器的線性度，即δL=±△Ymax /YSF×100％。
5）壓力遲滯（%F·S）：在室溫下及工作壓力范圍內(nèi)，在同一次校準(zhǔn)中，用對(duì)應(yīng)同一輸入量的正程和逆程其輸出值間的大偏差△Hmax與滿(mǎn)量程輸出值YSF的百分比表示傳感器的遲滯，即δH=±△Hmax /YSF×100％。
6）溫度范圍（℃）：分為補(bǔ)償溫度范圍和工作溫度范圍。補(bǔ)償溫度范圍是由于施加了溫度補(bǔ)償，精度進(jìn)入額定范圍內(nèi)的溫度范圍。工作溫度范圍是保證壓力傳感器能正常工作的溫度范圍。
7）靈敏度（μV/Pa）：指對(duì)被測(cè)非電量的敏感程度，用K表示。壓力傳感器靈敏度K定義為在穩(wěn)定狀態(tài)下傳感器的輸出電壓變化量△Y（μV）與引起此變化的輸入壓力變化量△X（Pa）之比，即K =△Y /△X。
8)漂移：漂移是指在一定時(shí)間間隔內(nèi)，傳感器輸出存在著與被測(cè)輸入量無(wú)關(guān)的不需要的變化。包括零點(diǎn)漂移和靈敏度漂移。其中零點(diǎn)漂移是指輸出偏離零值(或原指示值) △Y0與滿(mǎn)量程輸出值YSF的百分比，即零點(diǎn)漂移=△Y0 /YSF×100％。
9)溫漂：表示溫度對(duì)傳感器輸出的影響程度。通常用溫度每變化1℃所引起輸出大偏差△max與滿(mǎn)量程YFS的百分比來(lái)表示。即溫漂=[△max/YFS)/△T ]×100％，式中 △T溫度變化范圍。
其他技術(shù)參數(shù)還有重復(fù)精度、輸入電阻、輸出電阻、零點(diǎn)輸出、頻率響應(yīng)特性等。
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