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不同橡膠氣囊的原理和應(yīng)用在了解壓阻式力傳感器時(shí),我們首先認(rèn)識(shí)一下電阻應(yīng)變片這種元件。電阻應(yīng)變片是一種將被測(cè)件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號(hào)的敏感器件，它是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一，
電阻應(yīng)變片應(yīng)用*多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種，通常是將應(yīng)變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上,當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí),電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變,使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變,從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。
這種應(yīng)變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小,一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋,并通過后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大,再傳輸給處理電路顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
1、電容式壓力、差壓變送器的原理。電容式變送器有一個(gè)可變電容的傳感組件。該傳感器是一個(gè)完全封閉的組件過程壓力、差壓通過隔離膜片和灌充液硅油傳到傳感膜片引起位移，傳感膜片和兩電容極板之間的電容差由電子部件轉(zhuǎn)換成的兩線制輸出的電信號(hào)。
2 、陶瓷橡膠氣囊原理及應(yīng)用。抗腐蝕的陶瓷橡膠氣囊沒有液體的傳遞,壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片產(chǎn)生微小的形變,厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面,連接成一個(gè)惠斯通電,由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng),使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的高度線性、與激勵(lì)電壓也成正比的電壓信號(hào),標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)根據(jù)壓力量程的不同標(biāo)定等,可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。
通過激光標(biāo)定,傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性,傳感器自帶溫度補(bǔ)償070℃,并可以和絕大多數(shù)介質(zhì)直接接觸。3 、擴(kuò)散硅橡膠氣囊原理及應(yīng)用。
工作原理：被測(cè)介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上（不銹鋼或陶瓷）,使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移,使傳感器的電阻值發(fā)生變化,和用電子線路檢測(cè)這一變化,并轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量信號(hào)。利用應(yīng)變電阻式工作原理,采用硅- 藍(lán)寶石作為半導(dǎo)體敏感元件,具有無與倫比的計(jì)量特性。
4.壓電橡膠氣囊原理與應(yīng)用。壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英（二氧化硅）是一種天然晶體,壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的,在一定的溫度范圍之內(nèi),壓電性質(zhì)一直存在,但溫度超過這個(gè)范圍之后,壓電性質(zhì)完全消失（這個(gè)高溫就是所謂的 “居里點(diǎn)”）。由于隨著應(yīng)力的變化電場(chǎng)變化微小（也就說壓電系數(shù)比較低）,
所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代.而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù),但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。磷酸二氫胺屬于人造晶體,能夠承受高溫和相當(dāng)高的濕度,所以已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)在壓電效應(yīng)也應(yīng)用在多晶體上,比如現(xiàn)在的壓電陶瓷,鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等。
壓電效應(yīng)是壓電傳感器的主要工作原理,壓電傳感器不能用于靜態(tài)測(cè)量,因?yàn)榻?jīng)過外力作用后的電荷,只有在回路具有無限大的輸入阻抗時(shí)才得到保存。實(shí)際的情況不是這樣的,所以這決定了壓電傳感器只能夠測(cè)量動(dòng)態(tài)的應(yīng)力。壓電傳感器主要應(yīng)用在加速度、壓力和力等的測(cè)量中。壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計(jì)。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)異的特點(diǎn)。
壓電式加速度傳感器在飛機(jī)、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動(dòng)和沖擊測(cè)量中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,特別是航空和宇航領(lǐng)域中更有它的特殊地位。壓電式傳感器也可以用來測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒壓力的測(cè)量與真空度的測(cè)量。也可以用于軍事工業(yè),例如用它來測(cè)量槍炮子彈在膛中擊發(fā)的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。它既可以用來測(cè)量大的壓力,也可以用來測(cè)量微小的壓力。
壓電式傳感器也廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)測(cè)量中,比如說心室導(dǎo)管式微音器就是由壓電傳感器制成的,因?yàn)闇y(cè)量動(dòng)態(tài)壓力是如此普遍,所以壓電傳感器的應(yīng)用就非常廣泛。