陶瓷压力传感器工作原理及应用

陶瓷压力传感器工作原理及应用：

耐蚀陶瓷压力传感器不需液体传递，压力直接作用于陶瓷膜片的正面，使膜片产生微小变形，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片背面，连接成惠斯通电桥(闭桥)，由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生与压力成正比的高线性、与激励电压成正比的电压信号，根据压力范围的不同标定为2.0/3.0/3.3mV/V等，可与应变传感器兼容。

陶瓷压力传感器采用激光标定，具有很高的温度稳定性和时间稳定性。感应器自带温度补偿0~70℃，能直接接触大部分介质。瓷质压力传感器特性

高强度陶瓷敏感膜。

零，全量程激光校准。

优异的耐蚀性和耐磨性能。

耐冲击，耐震动。

准确，稳定，准确。

使用温度范围广。

小巧，易于包装。

价格具有竞争性。

陶瓷压力传感器技术参数

供电电压：5~30伏。

桥臂阻力：11k±20%

反应范围：100kPa~60Mpa。

反应：1毫秒。

综合误差(包括：线性、重复性):0.2~0.4FS%

0输出：0±0.2mV/V。

输出功率完全：2.0~4.8mV/V。

气温特征(0~70℃):0.015%FS/℃。

稳定：年FSO/年0.2%。

使用温度：-40~135℃。

耐绝缘性：2kV。

陶瓷压力传感器的基本结构有：

基座很厚很硬，因此在外力的作用下，可以认为基座不变形；

表面覆盖一层薄膜，其直径与传感器周围的尺寸基本一致。

在这两层之间，使用(红色)玻璃在高温下，两层紧密结合。这样，机械装夹与空间装填同时进行。

受到压力时，薄膜的自由部分会弯曲，红色夹层由玻璃封住，不动。

4个压敏电阻可以感知薄膜的变形，共同组成惠斯通电桥。

隔膜的外径比基座的外径稍小一些，这会导致玻璃封装过程中的不一致性，使感应器封装在外壳上不会有问题。结构陶瓷压力传感器。

该传感器主要由陶瓷环、陶瓷膜、陶瓷盖三部分组成。采用95%AL2O3陶瓷材料制成的陶瓷感应性弹性体，要求平整、均匀、密封，其厚度及有效半径取决于设计范围。陶瓷环采用热压铸法，经高温烧制而成。在陶瓷膜与瓷环之间采用高温玻璃浆料，通过厚膜印刷和热烧成工艺烧制在一起，形成四周固定支承的感应杯弹性体，即围绕陶瓷的固定支撑部分形成无蠕变的刚性结构。厚膜技术用于陶瓷膜的上表面，即瓷杯底端，传感电路。瓷帽下的圆形凹槽使得盖板与膜之间有一定的间隙，可防止在过载时由于过度弯曲而破裂，形成对传感器的过载保护。

陶瓷压力传感器的分类。

以Al2O3陶瓷为基材的陶瓷型压力传感器，按工作原理分为电容式压力传感器和压力传感器。

电容器式压力传感器。

用陶瓷衬底和隔膜镀金属作电极。控制间隙的控制使两种金属电极形成电容，两种陶瓷零件通过玻璃密封连接。当施加压力时，基板与膜片间的间隙会改变，传感元件的电容会发生变化，并由后续的处理电路输出压力相关信号。

因为陶瓷膜片的边缘固定在陶瓷基座周围支撑，受力时中间变形增大，边缘变形减小，电容产生非线性，从而降低了灵敏度。为减小边缘效应和温度效应，在陶瓷膜片上设置圆形的单电极作为公共电极，并在陶瓷盖板上设置双电极，使其面积相等，形成同轴环形双电容传感器。测试中心为电容Cp，边缘环为参考电容Cr,Cr的外侧为固定支撑边。后继信号调节电路处理两个电容的压差，利用方波激励信号，将Cp和Cr的变化量转换为DC电压输出，通过两个输出电压的差分信号来测量外加压力。采用双电容结构可以减少传感器系统的非线性误差。与此同时，由于两个电容能感受到相同温度的变化，温度对其产生的温度效应是一致的，抵消温度变化带来的测量误差，实现自补偿。

瓷质压力传感器

压阻压力传感器主要由瓷环、陶瓷薄膜和陶瓷盖三部分组成。作为感应弹性体的陶瓷薄膜，利用厚膜技术形成惠斯顿桥作为传感器的电路，由于电阻的压阻效应而产生电压信号。

在陶瓷薄膜背面印制厚膜电阻，并连接成惠斯通电桥(闭桥)。高压零时电桥处于平衡状态，输出端电压为零；当施加在电桥上的压力作用时，薄膜产生变形，导致电桥的四个电阻值发生变化，电桥处于不平衡状态，产生与压力成正比的高线性、与激励电压成正比的电压信号。电阻器的压阻效应(变形)产生电压信号。根据压力范围，标准信号标定为2.0/3.0/3.3mV/V，与应变传感器兼容。经激光标定后，该传感器温度稳定、时间稳定，传感器具有0~70℃的温度补偿，可直接与大部分介质接触。

深圳市力准传感技术有限公司专业研发生产力值测量传感器。有微型传感器、拉压力传感器、轴销传感器、称重传感器、测力传感器、位移传感器、变送器/放大器、控制仪表、及手持仪等力控产品达千余种。

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