什么是压力传感器啊？

Question

什么是压力传感器啊？他有俗称吗？它是怎么分类的呢？他主要技术参数有哪些啊？他有什么作用啊？请各位大哥帮帮忙。

Answer 1

压力传感器(Pressure Transducer)是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。

压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。按不同的测试压力类型，压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。  -摘自JJG860-2015

压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业，下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用。另有医用压力传感器。

压力传感器的分类：

压力传感器的螺纹有很多种，常见的有NPT、PT、G、M，都是管螺纹。

NPT 是 National (American) Pipe Thread 的缩写，属於美国压力传感器标准的 60 度锥管螺纹，用于北美地区.国家标准可查阅 GB/T12716-1991

PT 是 Pipe Thread 的缩写，是 55 度密封圆锥管螺纹，属惠氏压力传感器螺纹家族，多用於欧洲及英联邦国家.常用於水及煤气管行业，锥度规定为 1:16。国家标准可查阅 GB/T7306-2000

G 是 55 度非螺纹密封管螺纹，属惠氏压力传感器螺纹家族.标记为 G 代表圆柱螺纹。国家标准可查阅 GB/T7307-2001

M 是公制普通螺纹，如M20*1.5表示直径为20mm，螺距为1.5，如客户无特殊要求，压力传感器一般为M20*1.5螺纹。

另外螺纹中的1/4、1/2、1/8 标记是指螺纹尺寸的直径，单位是英寸。行内人通常用分来称呼螺纹尺寸，一寸等于8分，1/4 寸就是2分，如此类推。G 好像就是管螺纹的统称(Guan)，55、60度的划分属于功能性的，俗称管圆。螺纹由一圆柱面加工而成。

ZG俗称管锥，即螺纹由一圆锥面加工而成，一般的水管压力接头都是这样的，老国标标注为Rc 公制螺纹用螺距来表示，美英制螺纹用每英寸内的螺纹牙数来表示，这是压力传感器螺纹最大的区别，公制螺纹是60度等边牙型，英制螺纹是等腰55度牙型，美制螺纹60度。公制螺纹用公制单位，美英制螺纹用英制单位。

管螺纹主要用来进行压力管道的连接，其内外螺纹的配合紧密，压力传感器管螺纹有直管与锥管两种。公称直径是指所连接的压力管道直径，显然螺纹大径比公称直径大。 1/4，1/2，1/8是英制螺纹的公称直径，单位是英寸。

主要参数：

压力传感器的种类繁多，其性能也有较大的差异，如何选择较为适用的传感器，做到经济、合理的使用。

额定压力范围  额定压力范围是满足标准规定值的压力范围。也就是在最高和最低温度之间，传感器输出符合规定工作特性的压力范围。在实际应用时传感器所测压力在该范围之内。

最大压力范围  最大压力范围是指传感器能长时间承受的最大压力，且不引起输出特性永久性改变。特别是半导体压力传感器，为提高线性和温度特性，一般都大幅度减小额定压力范围。因此，即使在额定压力以上连续使用也不会被损坏。一般最大压力是额定压力最高值的2－3倍。

损坏压力  损坏压力是指能够加在传感器上且不使传感器元件或传感器外壳损坏的最大压力。

线性度  线性度是指在工作压力范围内，传感器输出与压力之间直线关系的最大偏离。

压力迟滞  为在室温下及工作压力范围内，从最小工作压力和最大工作压力趋近某一压力时，传感器输出之差。

温度范围  压力传感器的温度范围分为补偿温度范围和工作温度范围。补偿温度范围是由于施加了温度补偿，精度进入额定范围内的温度范围。工作温度范围是保证压力传感器能正常工作的温度范围。

技术参数 （量程15MPa-200MPa）参数 单位 技术指标 参数 单位 技术指标灵敏度 mV/V 1.00.05 灵敏度温度系数 ≤%FS/10℃ 0.03   

非线性 ≤%FS 0.02～0.03 工作温度范围 ℃ -20℃～+80℃

滞后 ≤%FS 0.02～0.03 输入电阻 Ω 40010Ω

重复性 ≤%FS 0.02～0.03 输出电阻 Ω 3505Ω

蠕变 ≤%FS/30min 0.02 安全过载 ≤%FS 150% FS

零点输出 ≤%FS 2 绝缘电阻 MΩ ≥5000MΩ(50VDC)

零点温度系数 ≤%FS/10℃ 0.03 推荐激励电压 V 10V-15V  需要多方面考虑，比如: 适用范围、结构规格、安装程序。

就适用范围来说： 用于对人体有创血压如动脉压、中心静脉压、肺动脉压、左冠状动脉压多种压力进行监测，直接获得血压这一生理参数，为临床对疾病的诊断、治疗和愈后估计提供客观依据。

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Answer 2

看到了你三个类似的问题，做自动化的同行？
我也说不太完整，只好给你百度了一下

国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

二、传感器的分类

目前对传感器尚无一个统一的分类方法，但比较常用的有如下三种：

1、按传感器的物理量分类，可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器

2、按传感器工作原理分类，可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅、热电偶等传感器。

3、按传感器输出信号的性质分类，可分为：输出为开关量（“1”和"0”或“开”和“关”）的开关型传感器；输出为模拟型传感器；输出为脉冲或代码的数字型传感器。

关于传感器的分类：

1.按被测物理量分：如：力，压力，位移，温度，角度传感器等；

2.按照传感器的工作原理分：如：应变式传感器、压电式传感器、压阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、光电式传感器等；

3.按照传感器转换能量的方式分：

（1）能量转换型：如：压电式、热电偶、光电式传感器等；

（2）能量控制型：如：电阻式、电感式、霍尔式等传感器以及热敏电阻、光敏电阻、湿敏电阻等；

4.按照传感器工作机理分：

（1）结构型：如：电感式、电容式传感器等；

（2）物性型：如：压电式、光电式、各种半导体式传感器等；

5.按照传感器输出信号的形式分：

（1）模拟式：传感器输出为模拟电压量；

（2）数字式：传感器输出为数字量，如：编码器式传感器。

三、传感器的静态特性

传感器的静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。因为这时输入量和输出量都和时间无关，所以它们之间的关系，即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程，或以输入量作横坐标，把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表征传感器静态特性的主要参数有：线性度、灵敏度、分辨力和迟滞等。

四、传感器的动态特性

所谓动态特性，是指传感器在输入变化时，它的输出的特性。在实际工作中，传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得，并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。

五、传感器的线性度

通常情况下，传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线。在实际工作中，为使仪表具有均匀刻度的读数，常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线、线性度（非线性误差）就是这个近似程度的一个性能指标。

拟合直线的选取有多种方法。如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线；或将与特性曲线上各点偏差的平方和为最小的理论直线作为拟合直线，此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。

六、传感器的灵敏度

灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△y对输入量变化△x的比值。

它是输出一输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间显线性关系，则灵敏度S是一个常数。否则，它将随输入量的变化而变化。

灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。例如，某位移传感器，在位移变化1mm时，输出电压变化为200mV，则其灵敏度应表示为200mV/mm。

当传感器的输出、输入量的量纲相同时，灵敏度可理解为放大倍数。

提高灵敏度，可得到较高的测量精度。但灵敏度愈高，测量范围愈窄，稳定性也往往愈差。

七、传感器的分辨力

分辨力是指传感器可能感受到的被测量的最小变化的能力。也就是说，如果输入量从某一非零值缓慢地变化。当输入变化值未超过某一数值时，传感器的输出不会发生变化，即传感器对此输入量的变化是分辨不出来的。只有当输入量的变化超过分辨力时，其输出才会发生变化。

通常传感器在满量程范围内各点的分辨力并不相同，因此常用满量程中能使输出量产生阶跃变化的输入量中的最大变化值作为衡量分辨力的指标。上述指标若用满量程的百分比表示，则称为分辨率。

八、电阻式传感器

电阻式传感器是将被测量，如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件。主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、气敏、湿敏等电阻式传感器件。

九、电阻应变式传感器

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。

十、压阻式传感器

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）材料主要为硅片和锗片，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。

十一、热电阻传感器

热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比较高的场合，这种传感器比较适用。目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等，它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测量-200℃～+500℃范围内的温度。

十二、传感器的迟滞特性

迟滞特性表征传感器在正向（输入量增大）和反向（输入量减小）行程间输出-一输入特性曲线不一致的程度，通常用这两条曲线之间的最大差值△MAX与满量程输出F·S的百分比表示。

迟滞可由传感器内部元件存在能量的吸收造成。

Answer 3

压力传感器有好多种,主要有:
1)利用晶体的压电效应的效应的压力传感器
2)利压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。
第一章 传感器和测量的基本知识

§1-1 测量的基本概念

测量的概念，测量的方法，直接测量的几种方法，仪表的精确度与分辨率。

§1-2 传感器中的强性敏感元件

什么叫弹性敏感元件、弹性敏感元件的弹性特性：刚度和灵敏度。弹性敏感元件的形式及其应用范围。

§1-3 传感器的一般特性

静特性：线性度、迟滞、重复性、灵敏度。

动特性：传递函数和动态响应的物理概念。

第二章 电阻型传感器及应用

§2-1 电阻丝

电阻丝（热电阻）工作原理、热电阻材料及常用热电阻、普通工业用热电阻式传感器的简单结构（附热电阻丝参数表格）

应用：主要讲测温，扩展到热电阻式流量计等。

§2-2 电位器

简单介绍结构、工作原理：主要介绍线性电位器的空载特性、阶梯特性、分辨率和阶梯误差，简单介绍负载特性和非线性电位器。

原理：电位器式压力传感器、电位器式加速度传感器。

§2-3 电阻应变片

电阻应变片的工作原理，简介应变片的结构和材料。电阻应变片的工作特性及参数、电阻应变片的温度误差及补偿办法。

半导体应变片简介、配合测量电路、应变仪简介。

应用：应变式力传感器、应变式压力传器，应变式加速传感器等。

第三章 电感型传感器及应用

§3-1 自感式

闭磁路变隙式和开磁路螺线管式的工作原理特性（含差动）。

配用电路：交流电桥。

应用：测量线位移的静态量和动态量、测量力、压力、转矩。

§3-2 差动变压器式

差动变压器的基本原理。螺线管式的工作原理、结构、特性、零点残余电压及消除。

配用电路：差动相敏检波电路和相敏整流电路简介。

应用：位移测量、振动和加速度测量、压力测量。

§3-3 电涡流式

基本知识、工作原理、电涡流的形成范围、被测体的材料、形状和大小对传感器灵敏度的影响。

配用电路简介、应用举例。

§3-4 压磁式

又叫磁弹性式。

压磁效应、压磁式传感器基本结构、工作原理、特性和应用。

第四章 电容型传感器及应用

§4-1 电容式传感器特点及结构形式

工作原理、结构形式、静特性（变间隙式、变面积式、变介质常数式）。

§4-2 电容式传感器特点及应用

特点、配用电路简介。

应用：压力传感器、加速度传感器、荷重传感器、位移传感器等。

第五章 谐振型传感器及应用

§5-1 振动弦式

结构、工作原理、激励方式。

应用：振弦式压力传感器、振梁式压力传感器、振弦式扭矩传感器。

§5-2 振动筒式

结构、工作原理、振动频率与压力关系。

应用：振动筒式压力传感器、振动管式密度传感器。

§5-3 振动膜式

结构、工作原理、应用。

第六章 光传感器及应用

§6-1 真空光电元件

真空光电变换原理和光电阴极、真空光电管、真空光电倍增管。

§6-2 光敏元件

闪光电效应、光敏电阻、光敏二极管和光敏三极管及其光谱特性与应用。

§6-3 计算光栅

光栅传感器的结构、工作原理、细分技术。

第七章 电动势型传感器

§7-1 热电偶

热电偶的工作原理、材料和常用热电偶、结构、冷端处理及测量的误差、延长导线、应用。

§7-2 光电池

光伏效应、硅光电池。

§7-3 压电石英晶体和压电陶瓷

石英晶体的压电效应、人工铁电陶瓷的压电效应（压电元件的受力状态和变形方式）压电材料和配用电路简介（电荷放大器）。

应用：压电式测力传感器、频率测量。

§7-4 霍尔元件

霍尔效应、霍尔元件的构造和基本电路、特性参数、霍尔元件的温度补偿和不等位电势补偿。

应用：微位移的测量、磁场的测量

§7-5 磁电式

基本原理与结构、非线性误差的补偿。

应用：振动的测量、扭矩的测量。

第八章 其它半导体传感器及应用

§8-1 热敏电阻

特点：材料、特性、适应及应用。

§8-2 因态压敏电阻

半导体压阻效应、扩散硅压阻器件结构简介。

应用：压阻式压力传感器、压阻式加速度传感器。

§8-3 湿敏电阻

湿敏电阻的结构和工作原理、特性及应用

湿敏电容的结构和工作原理、特性及应用

§8-4 磁敏元件

磁敏二极管和磁敏三极管的原理、特性及应用。

§8-5 气敏元件

半导体气敏电阻的工作原理、特性及应用。

我们知道，晶体是各向异性的，非晶体是各向同性的。某些晶体介质，当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时，就产生了极化效应；当机械力撤掉之后，又会重新回到不带电的状态，也就是受到压力的时候，某些晶体可能产生出电的效应，这就是所谓的极化效应。科学家就是根据这个效应研制出了压力传感器。

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。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数，但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用<-- adcode -->

。磷酸二氢胺属于人造晶体，能够承受高温和相当高的湿度，所以已经得到了广泛的应用。

在现在压电效应也应用在多晶体上，比如现在的压电陶瓷，包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。

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。

压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用，特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业，例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力，也可以用来测量微小的压力。

压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中，比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的，因为测量动态压力是如此普遍，所以压电传感器的应用就非常广。

除了压电传感器之外，还有利用压阻效应制造出来的压阻传感器，利用应变效应的应变式传感器等，这些不同的压力传感器利用不同的效应和不同的材料，在不同的场合能够发挥它们独特的用途。
用压力引起极板位移的电容式压力传感器.

Answer 4

PIT
是检测到温度然后做反馈信号的电器设施

Answer 5