4大壓力變送器的原理及應用（包括單晶硅和擴散硅型）

上海自動化儀表有限公司這里為大家講解一下市場上常見的4種壓力變送器的工作原理和應用場景，其中包括精度較高的單晶硅壓力變送器，電容式壓力變送器，擴散硅壓力變送器和陶瓷壓力變送器。這幾種壓力變送器雖然都是用來測量壓力等數據，但因為工作原理的不同，傳感器的構造上也不盡相同。

單晶硅壓力變送器的工作原理和應用場景：

采用德國先進的MEMS技術制成的單晶硅傳感器芯片、雙梁懸浮式設計，實現了國際領先的高準確度、超高過壓性能優異的穩定性。內嵌德國信號處理模塊，實現靜壓與溫度補償的完美結合，可在大范圍內的靜壓和溫度變化下提供極高的測量精度和長期穩定性。產品應用于石化、天然氣、環保工程，制藥工程、食品工程，水利工程、海洋工程，工程機械、流體設備。

電容式壓力變送器的工作原理和應用場景：

電容式壓力變送器被測介質的兩種壓力通入高、低兩個壓力室，作用在測壓元件(即敏感元件)的兩側隔離膜片上，通過隔離片和元件內的填充液傳送到測量膜片兩側。電容式壓力變送器是由測量膜片與兩側絕緣片上的電極各組成一個電容器。 當兩側壓力不一致時，致使測量膜片產生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側電容量就不等，通過振蕩和解調環節，轉換成與壓力成正比的信號。

電容式壓力變送器和電容式絕對壓力變送器的工作原理和差壓變送器相同，所不同的是低壓室壓力是大氣壓或真空。電容式壓力變送器的A/D轉換器將解調器的電流轉換成數字信號，其值被微處理器用來判定輸入壓力值。微處理器控制變送器的工作。另外，它進行傳感器線性化。重置測量范圍。工程單位換算、阻尼、開方，傳感器微調等運算，以及診斷和數字通信。可廣泛地應用于石油、化工、鋼鐵、電力、輕工、環保等工業領域，實現對各種壓力、差壓、流量、液位等工業過程的測量，能夠適用于各種惡劣危險環境及腐蝕性介質。

擴散硅壓力變送器的工作原理和應用場景：

擴散硅壓力傳感器是利用壓阻效應原理，采用集成工藝技術經過摻雜、擴散，沿單晶硅片上的特點晶向，制成應變電阻，構成惠斯凳電橋。利用硅材料的彈性力學特性，在同一切硅材料上進行各向異性微加工，就制成了一個集力敏與力電轉換檢測于一體的擴散硅傳感器。擴散硅壓力傳感器的壓力直接作用于傳感器的膜片上（不銹鋼或陶瓷），使膜片產生與介質壓力成正比的微位移，傳感器的電阻值發生變化，用電子線路檢測這一變化，并轉換輸出一個對應于這一壓力的標準測量信號。

主要用于工業過程自動化控制中的壓力、流量、液位、真空度、密度等參數的測量，廣泛應用于冶金、電力、化工、煤化工、核電、建材、船舶、機械制造、垃圾處理、高速公路、城市供熱、軍工、醫藥、食品等各個行業。

陶瓷壓力變送器的工作原理和應用場景：

陶瓷基板與隔膜鍍上金屬作為電極使用。兩種陶瓷部件通過玻璃密封連接在一起， 保持可控間隙，以便兩個金屬電極形成電容。如果施加壓力，那么將改變基板與隔膜的間隙，從而改變傳感元件的電容量，通過后續的處理電路形成壓力相關信號輸出。由于陶瓷膜片邊緣固定在陶瓷基座上，周邊支撐，受力時中間形變大，邊緣形變小，電容量產生非線性并使靈敏度降低。為了減少溫度影響和邊緣效應，設計師在陶瓷膜片上設置一圓形的單電極作為公共電極，陶瓷蓋板上設置雙電極并使面積相等，構成同軸環狀的雙電容傳感器。

上海自動化儀表有限公司中心為測量電容Cp, 邊緣環形為參考電容Cr，Cr的外側是固支邊。后續的信號調理電路處理的是兩電容的壓差，利用方波激勵信號把Cp和Cr的變化量分別轉換為直流電壓輸出，通過兩輸出電壓的差值信號來測量外加壓力的大小。雙電容結構大大減小了傳感器系統的非線性誤差，同時在環境溫度變化時，由于兩電容感受同一溫度的變化，溫度對它們產生的溫度效應是一致的，這就抵消了溫度變化帶來的測量誤差，實現溫度自補償的作用。