壓力傳感器的選擇與應(yīng)用

1.6 對(duì)溫度的要求

用半導(dǎo)體芯片制備的壓力傳感器的特點(diǎn)是受溫度的影響大，不僅存在熱零點(diǎn)漂移還存在熱靈敏度漂移。溫度明顯影響壓力傳感器的精度。為了消除溫度的影響，就需應(yīng)用各種溫度補(bǔ)償技術(shù)。溫度范圍越寬，補(bǔ)償技術(shù)難度越大，且校準(zhǔn)工作量越大，所能保證的全溫度范圍的精度便越低。為此應(yīng)根據(jù)壓力傳感器所應(yīng)用的實(shí)際溫度范圍和精度要求提出合理的要求。

一般將壓力傳感器的使用溫度范圍分為四類：

普通商業(yè)級(jí)，范圍為- 10 - 60 ℃；工業(yè)級(jí)，范圍為-25 - 80 ℃；軍事級(jí)，范圍為- 55 - 125 ℃；特殊級(jí)，范圍為- 60 - 350 ℃。

壓力傳感器在室內(nèi)應(yīng)用時(shí)，可選擇商業(yè)級(jí)；有室外應(yīng)用時(shí)可選擇工業(yè)級(jí)。也可以采取措施使傳感器與環(huán)境熱隔離或進(jìn)行加熱或冷卻，選擇普通商業(yè)級(jí)用在- 10 ℃以下或60 ℃以上的環(huán)境中。選擇什么溫度范圍還應(yīng)考慮傳感器的電子學(xué)溫度特性和機(jī)械溫度特性。

1.7 對(duì)壓力密封的要求

通常用的壓力密封是橡膠墊（或稱O 型環(huán)） 、環(huán)氧樹(shù)脂、聚四氟乙烯墊、錐孔配合、管螺紋配合及焊接等方式。所用的密封材料決定了壓力傳感器的工作溫度范圍。

2 應(yīng) 用

廣義的講，凡是利用壓電材料各種物理效應(yīng)構(gòu)成的種類繁多的傳感器，都可稱為壓力傳感器。它們?cè)诠I(yè)、軍事和民用等各方面得到一定的應(yīng)用。

壓電式壓力傳感器可用來(lái)測(cè)量壓力范圍為104 - 106Pa 、頻率為Hz 至幾十Hz （甚至上百千Hz） 的動(dòng)態(tài)壓力，在內(nèi)燃機(jī)的氣缸、油管、進(jìn)排氣管的壓力測(cè)量、槍炮的膛壓、生物醫(yī)學(xué)及航空航天等領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。

它們的彈性元件是由膜片、膜盒等把壓力收集起來(lái)，轉(zhuǎn)換成集中力，再傳遞給壓電元件。為了保證靜態(tài)特性及其穩(wěn)定性，通常多采用石英晶片并聯(lián)組合方式。

壓力傳感器在應(yīng)用中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1） 確保彈性膜片與后傳力件有良好的面接觸，用以實(shí)現(xiàn)減小滯后與線性誤差，提高靜、動(dòng)態(tài)特性； （2） 傳感器的基體和殼體要有足夠剛度，保證被測(cè)壓力能夠盡可能地傳遞到壓電元件上： （3） 壓電彈性元件的選擇要考慮到頻率覆蓋：彎曲（014 - 100kHz） ,壓縮（40kHz- 15MHz） ,剪切（100kHz - 125MHz） ; （4） 涉及傳力的元件要采用高聲速材料和扇薄結(jié)構(gòu)，以利于快速、無(wú)損失的傳遞彈性元件的彈性波，提高動(dòng)態(tài)特性： （5）要考慮加速度、溫度等環(huán)境干擾的補(bǔ)償。

3 結(jié) 論

近幾年來(lái)，我國(guó)壓力傳感器技術(shù)正在蓬勃發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域也在迅速擴(kuò)大。由于壓力傳感技術(shù)所涉及的技術(shù)廣泛，幾乎滲透到各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，因此，對(duì)壓力傳感器新理論的探討、新技術(shù)與新方法的應(yīng)用、新材料和新工藝的研究將成為發(fā)展趨勢(shì)。