壓力傳感器的選擇與應用

1.6 對溫度的要求

用半導體芯片制備的壓力傳感器的特點是受溫度的影響大，不僅存在熱零點漂移還存在熱靈敏度漂移。溫度明顯影響壓力傳感器的精度。為了消除溫度的影響，就需應用各種溫度補償技術。溫度范圍越寬，補償技術難度越大，且校準工作量越大，所能保證的全溫度范圍的精度便越低。為此應根據(jù)壓力傳感器所應用的實際溫度范圍和精度要求提出合理的要求。

一般將壓力傳感器的使用溫度范圍分為四類：

普通商業(yè)級，范圍為- 10 - 60 ℃；工業(yè)級，范圍為-25 - 80 ℃；軍事級，范圍為- 55 - 125 ℃；特殊級，范圍為- 60 - 350 ℃。

壓力傳感器在室內(nèi)應用時，可選擇商業(yè)級；有室外應用時可選擇工業(yè)級。也可以采取措施使傳感器與環(huán)境熱隔離或進行加熱或冷卻，選擇普通商業(yè)級用在- 10 ℃以下或60 ℃以上的環(huán)境中。選擇什么溫度范圍還應考慮傳感器的電子學溫度特性和機械溫度特性。

1.7 對壓力密封的要求

通常用的壓力密封是橡膠墊（或稱O 型環(huán)） 、環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯墊、錐孔配合、管螺紋配合及焊接等方式。所用的密封材料決定了壓力傳感器的工作溫度范圍。

2 應 用

廣義的講，凡是利用壓電材料各種物理效應構(gòu)成的種類繁多的傳感器，都可稱為壓力傳感器。它們在工業(yè)、軍事和民用等各方面得到一定的應用。

壓電式壓力傳感器可用來測量壓力范圍為104 - 106Pa 、頻率為Hz 至幾十Hz （甚至上百千Hz） 的動態(tài)壓力，在內(nèi)燃機的氣缸、油管、進排氣管的壓力測量、槍炮的膛壓、生物醫(yī)學及航空航天等領域都得到廣泛的應用。

它們的彈性元件是由膜片、膜盒等把壓力收集起來，轉(zhuǎn)換成集中力，再傳遞給壓電元件。為了保證靜態(tài)特性及其穩(wěn)定性，通常多采用石英晶片并聯(lián)組合方式。

壓力傳感器在應用中應注意以下幾點： （1） 確保彈性膜片與后傳力件有良好的面接觸，用以實現(xiàn)減小滯后與線性誤差，提高靜、動態(tài)特性； （2） 傳感器的基體和殼體要有足夠剛度，保證被測壓力能夠盡可能地傳遞到壓電元件上： （3） 壓電彈性元件的選擇要考慮到頻率覆蓋：彎曲（014 - 100kHz） ,壓縮（40kHz- 15MHz） ,剪切（100kHz - 125MHz） ; （4） 涉及傳力的元件要采用高聲速材料和扇薄結(jié)構(gòu)，以利于快速、無損失的傳遞彈性元件的彈性波，提高動態(tài)特性： （5）要考慮加速度、溫度等環(huán)境干擾的補償。

3 結(jié) 論

近幾年來，我國壓力傳感器技術正在蓬勃發(fā)展，應用領域也在迅速擴大。由于壓力傳感技術所涉及的技術廣泛，幾乎滲透到各個專業(yè)領域，因此，對壓力傳感器新理論的探討、新技術與新方法的應用、新材料和新工藝的研究將成為發(fā)展趨勢。