【文章內(nèi)容簡介】 脈沖信號。當(dāng)固定在待測物體上的 M2移 ? 動時，干涉條紋產(chǎn)生位移，光電接收器檢測到的光強度發(fā)生變化。根據(jù)計數(shù)系統(tǒng)計數(shù)，即可確定相應(yīng)的位移變化。這種傳感器動態(tài)范圍寬、精度高、可用于非接觸檢測。其缺點是裝置復(fù)雜、使用調(diào)試不方便、價格高。 ? ? 測量范圍 0～ 2 m 分辨率 ～ 1 μ m ? 線性度 177。 ％～ 177。 %. 上一頁 下一頁 圖 316 邁克爾遜干 涉儀的工作原理圖 上一頁 返回 第四節(jié) 壓力檢測傳感器 ? 壓力參數(shù)檢測是工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、國防科技、生物醫(yī)療等各個領(lǐng)域經(jīng)常需要測量的重要參數(shù)，也是日常生活中經(jīng)常遇到的最基本、最重要的檢測參數(shù)。 ? 一、 ? 1. ? 按壓力傳感器的工作原理可分為電阻應(yīng)變式、壓阻式、壓電式、電感式、電容式等。 ? 2. ? 按壓力傳感器的測量壓力范圍可分為絕壓式、低壓式、中壓式、高壓式等。例如：常用的大氣參數(shù)測量是絕壓式及低壓測量，從負(fù)壓到正壓范圍內(nèi)測量，可用壓阻式傳感器。高炮膛壓測量從 400～ 1 000 MPa等，可用壓電式、壓阻式高壓傳感器測量。中壓測量從 ～ 30 MPa。 ? 3. ? 按壓力傳感器的檢測工作環(huán)境溫度分為常溫式、中溫式、高溫式等。 上一頁 下一頁 二、 ? 壓力檢測應(yīng)用十分廣泛，檢測量大小不同，檢測目的要求精度不同，選擇相應(yīng)檢測方法，根據(jù)檢測壓力原理，可分為如下幾種壓力檢測方 ? 1. ? 根據(jù)彈性元件受力變形原理，將壓力轉(zhuǎn)換成位移，如彈簧管壓力表等。 ? 2. ? 根據(jù)材料受力壓縮變形原理，將壓力轉(zhuǎn)換成壓縮量，如銅柱、銅球測 ? 3. ? 通過液體產(chǎn)生或傳遞壓力使其與被測壓力相平衡，從而得到測量壓力，例如：活塞壓力計和液柱式壓力計。 ? 4. ? 利用電阻應(yīng)變式壓力傳感器、壓電式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器等。 上一頁 下一頁 三、 電阻應(yīng)變式壓力傳感器 ? 1. ? 電阻應(yīng)變式壓力傳感器根據(jù)彈性敏感元件結(jié)構(gòu)不同，最常用的有垂鏈膜片應(yīng)變筒式、平膜片式、橢圓管式、扁平管式等幾種。它們由彈性敏感元件、應(yīng)變片、殼體、接線柱組成。 ? 圖 317是應(yīng)變式壓力傳感器的原理示意圖。它主要是由彈性敏感元件、貼在彈性體上的應(yīng)變片及傳力膜片組成。當(dāng)彈性敏感元件受壓力作用產(chǎn)生彈性變形時，貼在上面的應(yīng)變片也隨著發(fā)生相應(yīng)的變形，從而使應(yīng)變片阻值也隨之變化。將應(yīng)變片接入電橋電路中，就可將電阻值的變化轉(zhuǎn)變成電壓或電流的變化，實現(xiàn)了壓力信號的測量。 上一頁 下一頁 圖 317 應(yīng)變式壓力傳感器示意圖 上一頁 下一頁 ? 2. ? 電阻應(yīng)變式壓力傳感器類型很多，本節(jié)只介紹測量中常用的一種 UYY〖 CD ２ 〗 1型壓力傳感器的結(jié)構(gòu)、性能、特點，供使用選擇時參考。此傳感器結(jié)構(gòu)彈性敏感元件是周邊固定的平板圓膜片，其上粘貼一圓形組合式應(yīng)變片，其中 4個應(yīng)變片組成一個全橋電路。箔式組合應(yīng)變片的圖形是根據(jù)膜片應(yīng)變分布來設(shè)計的。 ? 3. ? (1) 準(zhǔn)確度高： δ ≤ 177。 ％～ 177。 ％ ? (2) 測量范圍寬： ～ 200 MPa ? (4) 耐高溫性好： 0～ 2 500 ℃ ? (3) 動態(tài)特性好： 0～ 60 kHz ? (5) ? 4. 電阻應(yīng)變式壓力傳感器性能如表 31 上一頁 下一頁 表 31 壓力傳感器性能參數(shù) 上一頁 下一頁 型號 線形度 量程 /MPa 頻率 /kHz 測量溫度 T/。C 冷卻方式 BYY3 δ ＜ 177。 2％ 0～ 30 fn 1 000 油冷式 BPR2 δ ＜ 177。 1％ 0～ 25 fn30 1 000 氣冷式 BPR3 δ ＜ 177。 1％ 0～ 30 fn25 1500 水冷式 UYY1 δ ＜ 177。 ％ 5～ 50 fn10 2021 油冷式 ZQY δ ＜ 177。 ％ 1～ 200 fn5 2021 油冷式 AK3 δ ＜ 177。 ％ ～ 100 fn60 2021 油冷式 PT123 δ ＜ 177。 ％ ～ 50 fn 300 AK2 δ ＜ ％ ～ 100 fn60 500 四、 壓阻式壓力傳感器 ? 壓阻式壓力傳感器是以單晶硅膜片作為敏感元件，在硅膜片上采用不同的工藝制作成四個電阻并組成惠斯登電橋，當(dāng)膜片受力后，由于半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)，電阻阻值發(fā)生變化，使電橋有電壓信號輸出，利用這種原理制成的壓力傳感器稱為壓阻式壓力傳感器。隨著計算機技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)的迅速發(fā)展，這種類型的壓力傳感器在國內(nèi)外受到普遍的重視。已有多家公司研制生產(chǎn)出各種型號、各種量程的壓力傳感器。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，壓阻式壓力傳感器可以用來測量絕壓、壓差、壓力、加速度等。 ? 1. ? 壓阻式壓力傳感器是由平面應(yīng)變式傳感器發(fā)展起來的一種新型傳感器 ? 2. ? 壓阻式壓力傳感器包括許多型號的產(chǎn)品，可根據(jù)性能、工作方式和封 ? (1) 按壓阻式壓力傳感器性能分類。 ? 壓阻式壓力傳感器有六種形式，即基本的無補償型、溫度補償和零點 上一頁 下一頁 ? (2) 按壓力傳感器工作方式分類。 ? XT、 MPX系列壓力傳感器分為三種壓力信號測量，即絕壓測量、差壓和表壓測量。 ? (3) 按壓力傳感器測試介質(zhì)分類。 ? 壓阻式壓力傳感器根據(jù)測量介質(zhì)分為氣體介質(zhì)式、液體介質(zhì)式兩種形式。在測量壓力是氣體介質(zhì)時，可選擇任何型號的壓阻式壓力傳感器。 ? (4) 按壓力傳感器使用溫度條件分類。 ? 壓阻式壓力傳感器使用溫度條件分為低溫式、常溫式、高溫式三種形式。在測量壓力時應(yīng)根據(jù)測試對象的實際溫度范圍進行選擇。 上一頁 下一頁 ? 3. ? (1) 結(jié)構(gòu)簡單，可微型化，集成化。 ? (2) 固有頻率高。 ? (3) 靈敏度高。 ? (4) 精度高。 ? (5) ? (6) 使用溫度范圍?。阂虬雽?dǎo)體電阻溫度系數(shù)大，常用溫度范圍是 55 ℃ ～ 120 ℃ 。壓阻式壓力傳感器主要性能指標(biāo)如表 32。 上一頁 下一頁 表 32 壓阻式壓力傳感器 上一頁 下一頁 型號 性能指標(biāo) XTX系列 CQX系列 CYG系列 工作方式 表壓 絕壓 表壓 絕壓 表壓 差壓 量程范圍 /MPa ～ 20 ～ 20 0～ 100 輸出靈敏度 /mV 50～ 200 50～ 150 30～ 100 綜合精度 /% 177。 ～ 177。 177。 ～ 177。 177。 ～ 177。 固有頻率 /kHz 50～ 650 50～ 800 0～ 500 重復(fù)性誤差 δ ≤%Fs δ ≤%Fs δ ≤%Fs 滯后性誤差 δ ≤% Fs δ ≤% Fs δ ≤% Fs 工作溫度 /℃ 55～ 120 55～ 120 40～ 120 工作電壓 /V 12 12 12 五、 ? 1. ? 壓電式壓力傳感器工作原理是以某些材料的壓電效應(yīng)為基礎(chǔ)的。所謂壓電效應(yīng)是物質(zhì)在機械力作用下發(fā)生變形時，內(nèi)部產(chǎn)生極化現(xiàn)象，而在其表面上產(chǎn)生電荷，去掉外力時，電荷量立即消失，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。具有壓電效應(yīng)的材料很多，如石英、壓電陶瓷、酒石酸鉀鈉、鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛等材料。 ? 2. ? （ 1） 體積小、質(zhì)量輕 ? （ 2） 靈敏度高 150～ 800 Pc/MPa ? （ 3） 量程范圍寬 0～ 1 000 MPa ? （ 4） 固有頻率高 0～ 100 kHz ? （ 5） 精度一般 177。 1％～ 177。 ％ ? （ 6） ? （ 7） 適用于動態(tài)壓力測量 上一頁 下一頁 六、 ? 壓力傳感器的種類較多，技術(shù)指標(biāo)有 10多項，結(jié)構(gòu)尺寸大小不同，量程范圍很寬，應(yīng)用環(huán)境條件各種各樣，在實際設(shè)計檢測系統(tǒng)中，應(yīng)根據(jù)具體的使用場合，環(huán)境條件和要求，選擇較為適用的壓力傳感器，做到經(jīng)濟、合理。具體選擇的方法是： ? (1) 壓力測量范圍。最大壓力范圍是指壓力傳感器能夠長時間承受的最大壓力，且不引起輸出特性發(fā)生變化。 ? (2) 壓力傳感器的頻響特性。壓力傳感器的工作頻率應(yīng)大于實測信號的頻率 。以滿足測量壓力信號不失真、不衰減為準(zhǔn)則。 ? (3) 壓力傳感器的準(zhǔn)確度。在機電一體化系統(tǒng)設(shè)計中，壓力傳感器工作時間長，要求穩(wěn)定性、可靠性很高，在滿足以上要求條件下，壓力傳感器的準(zhǔn)確度應(yīng)小于 177。 ％。 ? (4) 壓力傳感器測量溫度。壓力傳感器的溫度范圍分為補償溫度和工作溫度范圍。 ? (5) 壓力傳感器的結(jié)構(gòu)尺寸。根據(jù)實測對象結(jié)構(gòu)尺寸的大小，所選傳感器的結(jié)構(gòu)尺寸滿足安裝要求，以不影響被測壓力值為準(zhǔn)則。 上一頁 返回 第五節(jié) ? 溫度傳感器是一種將溫度變化轉(zhuǎn)換為電量或電參量變