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氣體壓力傳感器技術(shù)提供的壓力形式

發(fā)布時(shí)間:2023-05-11 18:04:39人氣:

  氣體壓力傳感器是傳感器:它們產(chǎn)生與其測(cè)量的壓力成比例的電信號(hào)。這允許通過(guò)連接到傳感器的微處理器、可編程控制器、計(jì)算機(jī)和其他電子設(shè)備來(lái)監(jiān)測(cè)壓力。


  一些氣壓傳感器是模擬的,以電流的形式提供壓力反饋。還有提供氣壓數(shù)字值的數(shù)字傳感器,以及提供其他類型反饋(例如視覺(jué)、視覺(jué)或聽(tīng)覺(jué)信號(hào))的傳感器。模擬氣壓傳感器中最常用的技術(shù)是壓阻式應(yīng)變計(jì),它利用了壓阻原理。


  其他不太常用的氣壓傳感器技術(shù)包括電容(類似于壓阻,但材料的電容會(huì)發(fā)生變化)、電磁、壓電(僅用于壓力變化)、光學(xué)和電位測(cè)量。該傳感器基于由單晶硅、多晶硅薄膜、鍵合金屬箔、厚膜或?yàn)R射薄膜制成的隔膜。


  隔膜充當(dāng)半導(dǎo)體變形計(jì):當(dāng)氣體壓在其上時(shí),它會(huì)彎曲變形,從而扭曲材料的晶體結(jié)構(gòu)。這反過(guò)來(lái)又改變了隔膜的電阻,使傳感器能夠以電流變化的形式反映壓力變化(見(jiàn)下圖)。一些電子傳感器使用其他屬性,例如密度、電離或熱導(dǎo)率,來(lái)推斷氣體的壓力,而不是直接測(cè)量它。共振傳感器使用共振頻率的變化(氣體最容易振動(dòng)的頻率)來(lái)測(cè)量由壓力引起的氣體密度變化。傳感元件可以由振弦、振動(dòng)筒、石英或硅制成。

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  電離傳感器通過(guò)監(jiān)測(cè)帶電氣體粒子(離子)的流動(dòng)來(lái)測(cè)量氣體壓力,因?yàn)樗鼤?huì)隨著密度變化而變化。電離傳感器的示例包括熱陰極和冷陰極真空計(jì)。


  熱傳感器使用氣體熱導(dǎo)率的變化(它傳導(dǎo)熱量的難易程度)來(lái)測(cè)量壓力。一個(gè)例子是皮拉尼真空計(jì),它的特點(diǎn)是一根加熱的金屬燈絲懸掛在一個(gè)管子中,并測(cè)量從燈絲到周圍氣體的熱量損失。在數(shù)字氣壓傳感器中,硅芯片將通過(guò)半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)的電流轉(zhuǎn)換為數(shù)值讀數(shù),然后數(shù)據(jù)通過(guò)過(guò)程連接器傳出單元。然后這可以由計(jì)算機(jī)或其他電子監(jiān)控設(shè)備監(jiān)控和/或存儲(chǔ)。


  近年來(lái),已經(jīng)引入了無(wú)線壓力傳感器。這些先進(jìn)的傳感器可以遠(yuǎn)程控制,這使得它們可以用于無(wú)法進(jìn)行有線連接的應(yīng)用。它們通常由電池供電,使其完全獨(dú)立且自給自足,直到需要更換電池為止。它們通常比標(biāo)準(zhǔn)傳感器提供更多的定制和控制選項(xiàng),并且有些允許在設(shè)備運(yùn)行時(shí)更改諸如上限和下限之類的設(shè)置。一些無(wú)線傳感器可以連接到智能手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備,這些設(shè)備可以監(jiān)控、收集和存儲(chǔ)來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù),執(zhí)行以前需要計(jì)算機(jī)才能完成的功能。

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