传感器第三章_压力检测

第三章 压力检测

3.1 压力的概念及单位

压力是重要的工业参数之一，正确测量 和控制压力对保证生产工艺过程的安全 性和经济性有重要意义。 测量上所称的“压力”就是物理学中的 “压强”。

3.1 压力的概念及单位

压力是垂直而均匀地作用在单位面积上 的力。 它的大小由两个因素所决定， 即 受力面积和垂直作用力的大小， 用数学 式表示为：

F P= S

单位 : 帕斯卡(Pa)， 1Pa=1N/m2

3.1 压力的概念及单位

在压力测量中，常将压力分为： 绝对压力（Absolute pressure）：相对于绝对真 空所测得的压力。 表压（Gauge pressure）：相对于大气压力的差 压；绝对压力和大气压力之间的差压。 负压力（Negative pressure）：绝对压力低于大 气压力时的表压，简称负压。 真空度（Vacuum）：低于大气压力的绝对压力。

3.1 压力的概念及单位

3.1 压力的概念及单位

常用的压力单位有： 工程大气压---kgf/cm2 毫米汞柱---mmHg 毫米水柱---mmH2O 物理大气压---atm 巴---bar

3.1 压力的概念及单位

以上单位与“帕斯卡”的换算关系为： 1 kgf/cm2 = 0.9807×105Pa 1mmH2O = 0.9807×10Pa 1 mmHg = 1.332×102Pa 1atm = 1.01325×105Pa 1bar=105Pa

3.1 压力的概念及单位

压力传感器的类别: 应变式 霍尔式 压电式 电容式 电位器式 电感式 振弦式等

3.1 压力的概念及单位

测量范围为:7×10-5～5×108 Pa。 信号输出有电阻、电流、电压、频率等 形式。 压力测量系统一般由传感器、测量线路 和测量装置以及辅助电源所组成。 常见的信号测量装置有电流表、电压表、 应变仪以及计算机等。

3.1 压力的概念及单位

目前，利用压阻效应、压电效应或其他 固体物理特性的压力传感器已实现小型 化、数字化、集成化和智能化，直接把 压力转换为数字信号输出，并可与计算 机连接，从而实现工业过程的现场控制。

3.2 应变式压力计

应变：物体在外部压力或拉力作用下发生形变 的现象。 应变式压力计：应变式压力计是利用电阻应变 效应做成的传感器，是常用的传感器之一，它 的核心元件是电阻应变片。 工作原理：当被测物理量作用于弹性元件上， 弹性元件在力、力矩或压力等的作用下发生变 弹性元件 形，产生相应的应变或位移，然后传递给与之 相连的应变片 应变片，引起应变片的电阻值变化，通 应变片 过测量电路变成电量输出。输出的电量大小反 映被测量的大小。

3.2 应变式压力计

结构：应变式压力计由弹性元件 弹性元件上粘贴 弹性元件 电阻应变片构成。 电阻应变片 应用：广泛用于力、力矩、压力、加速 度、重量等参数的测量。 电阻应变片：是一种能将机械构件上的 应变的变化转换为电阻变化的传感