常见的压力传感器类型和测量原理
压力传感器是一种能够感知压力信号，并按照一定的规则将压力信号转换成可用的输出电信号的装置。压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。下文我将给大家详细讲述压力传感器的类型和测量原理。
常见压力传感器的类型和测量原理
1、压电压力传感器
它是一种基于压电效应，利用电器元件和其他机械将被测压力转换成电能，进而进行测量工作的精密测量仪器。压电传感器只能用于动态测量。主要压电材料有:磷酸二氢钠、酒石酸钾钠和石英。随着科技的发展，压电效应也被应用到多晶体上。例如，包括压电陶瓷、钛酸钡镁压电陶瓷、钽酸盐基压电陶瓷和钛酸钡压电陶瓷。
基于压电效应工作的传感器是机电转换和自发电传感器。它的敏感元件由压电材料制成。当压电材料受到外力时，在表面上形成电荷。电荷经电荷放大器、测量电路放大、阻抗变换后，转换成与外力成正比的功率输出。它用于测量力和可以转化为力的非电量，如加速度和压力。
优点：重量轻、工作可靠、结构简单、信噪比高、灵敏度高、信号带宽宽。
缺点：有些电压材料不潮湿，需要采取一系列防潮措施；并且输出电流响应比较差，需要使用电荷放大器或者高输入阻抗电路来弥补这个缺点。
2、压阻压力传感器
压阻效应用于描述机械应力下材料电阻的变化。与压电效应不同，压阻效应只产生阻抗变化，不产生电荷。已经发现大多数金属材料和半导体材料具有压阻效应。由于硅是当今集成电路的主要材料，硅压阻元件的应用变得非常有意义。电阻的变化不仅是由于应力相关的几何变形，还来自材料本身的应力相关的电阻，这使得程度因子大于金属的数百倍。
压阻压力传感器通常通过导线连接到惠斯通电桥。通常，敏感芯没有外压，电桥处于平衡状态(称为零位)。当传感器受压时，芯片的电阻发生变化，电桥将失去平衡。如果在电桥上施加恒定的电流或电压源，电桥将输出与压力对应的电压信号，使传感器的电阻变化通过电桥转换成压力信号输出。电桥检测电阻值的变化。经过放大后，通过电压和电流的转换，转换成相应的电流信号。非线性校正环路对电流信号进行补偿，产生4至20 mA标准输出信号，该信号与输入电压呈线性关系。
为了减小温度变化对核心电阻值的影响，提高测量精度，压力传感器采用了温度补偿措施，以保持其高水平的零点漂移、灵敏度、线性度和稳定性。
