壓力傳感器概要

壓力傳感器的定義

壓力傳感器，是指以膜片裝置（不銹鋼膜片、硅酮膜片等）為媒介，用感壓元件對(duì)氣體和液體的壓力進(jìn)行測(cè)量，并轉(zhuǎn)換成電氣信號(hào)輸出的設(shè)備。

原理

半導(dǎo)體壓電阻抗擴(kuò)散壓力傳感器是在薄片表面形成半導(dǎo)體變形壓力，通過(guò)外力（壓力）使薄片變形而產(chǎn)生壓電阻抗效果，從而使阻抗的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

靜電容量型壓力傳感器，是將玻璃的固定極和硅的可動(dòng)極相對(duì)而形成電容，將通過(guò)外力（壓力）使可動(dòng)極變形所產(chǎn)生的靜電容量的變化轉(zhuǎn)換成電氣信號(hào)。 （E8Y的動(dòng)作原理便是靜電容量方式，其他機(jī)種采用半導(dǎo)體方式）。

半導(dǎo)體形變壓力計(jì)的結(jié)構(gòu) 

壓電效果的定義

術(shù)語(yǔ)解說(shuō)

標(biāo)準(zhǔn)壓力

是以大氣壓為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)表示的壓力大小。

比大氣壓高的壓力稱(chēng)為“正壓”，比大氣壓低的稱(chēng)為“負(fù) 壓”。

絕對(duì)壓力

以絕對(duì)真空為標(biāo)準(zhǔn)表示的壓力大小。 

差壓（相對(duì)壓）

相對(duì)于任意的比較壓力（標(biāo)準(zhǔn)壓）表示的壓力大小。

大氣壓

是指大氣的壓力。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（1atm）相當(dāng)于高度為760mm的水銀柱產(chǎn)生的壓力。 

真空

是指比大氣壓低的壓力狀態(tài)。 

檢測(cè)壓力范圍

可使用傳感器的檢測(cè)壓力范圍。 

耐壓力

恢復(fù)到檢測(cè)壓力時(shí)，不會(huì)引起性能下降的可承受壓力。

重復(fù)精度（ON/OFF輸出）

在一定溫度（23℃）下，增減壓力時(shí)，在檢測(cè)壓力的全部值中除去反運(yùn)行的壓力值后的動(dòng)作點(diǎn)壓力變動(dòng)值。

精度（線(xiàn)性）

在一定溫度（23℃）下，從全部值中除去施加零壓力及額定輸出時(shí)的輸出電流的規(guī)格值（4mA、20mA）中的偏離值。

單位用％F.S.表示。

直線(xiàn)性（線(xiàn)性）

模擬輸出相對(duì)于檢測(cè)壓力，幾乎呈直線(xiàn)性變化，但與理想直線(xiàn)有若干偏離。這種偏離相對(duì)于全部值用％來(lái)表示。

磁滯現(xiàn)象（線(xiàn)性）

在零電壓和額定電壓下，在各輸出電流（或電壓）值間劃出理想直線(xiàn)，求得實(shí)測(cè)電流（或電壓）值和理想電流（或電壓）值間的誤差值。求得壓力上升時(shí)的誤差值和壓力下降時(shí)的誤差，在全部的電流（或電壓）中除去這些差的絕對(duì)值的最大值后的值。單位用％F.S.表示。

磁滯現(xiàn)象（ON/OFF輸出）

指從壓力的全部值中除去輸出的ON點(diǎn)壓力和OFF點(diǎn)壓力之差后的值。

非腐蝕性氣體

是指空氣中所含的物質(zhì)（氮?dú)狻⒍趸嫉龋┖投栊詺怏w（氬、氖等）。

計(jì)量法

在1993年11月1日實(shí)施的新計(jì)量法中，除生物體內(nèi)壓力的測(cè)量外，禁止使用Torr。

此外，從1999年9月30日起開(kāi)始禁用kgf/m2和mHg（血壓測(cè)量除外）、mH2O。

壓力單位轉(zhuǎn)換表

輸出阻抗

1. 電壓輸出型的輸出阻抗的測(cè)量方法

Ro：輸出阻抗

Rx：負(fù)載電阻

Eo：輸出電壓（端子打開(kāi)時(shí)）

lx：負(fù)載電流（連接負(fù)載Zx時(shí)） 

在圖1中，連接負(fù)載電阻（Rx）時(shí)的流過(guò)的電流為

根據(jù)公式（1）求輸出阻抗（Ro）為

然后，測(cè)定輸出開(kāi)放時(shí)的電壓（Eo）。接著測(cè)定連接負(fù)載電阻（例如轉(zhuǎn)換器的容許負(fù)載電路的最小值）時(shí)的電壓（Ex）。將測(cè)得的Eo和Ex值以及連接的負(fù)載電阻值（Rx）代入公式（2）中，計(jì)算出轉(zhuǎn)換器的輸出阻抗（Ro）。

2. 電流輸出型的輸出阻抗的測(cè)量方法

在圖2中，連接負(fù)載電阻（Rx）時(shí)的輸出端子電壓（Ex）為

Ex = IxRx =（Io＝Ix）Ro …（3）

根據(jù)公式（3）求輸出阻抗（Ro）為

然后，測(cè)量輸出短路時(shí)的電流（Io）。

Ro：輸出阻抗

Rx：負(fù)載電阻

lo：輸出電流（端子短路時(shí)）

lx：輸出電流（連接負(fù)載Rx時(shí)）

Ex：輸出電壓（連接負(fù)載Rx時(shí)）

接著，測(cè)定連接負(fù)載電阻（例如轉(zhuǎn)換器容許負(fù)載電阻的最大值）時(shí)的電流（Ix）。將測(cè)定時(shí)的Io和Ix值以及連接的負(fù)載電阻值（Rx）代入公式（4）中，計(jì)算出轉(zhuǎn)換器的輸出阻抗（Ro）。 此外，這里介紹的轉(zhuǎn)換器的輸出阻抗是正常動(dòng)作時(shí)的值。

3. 理想的輸出阻抗

一般來(lái)說(shuō)，為了使轉(zhuǎn)換器的負(fù)載變動(dòng)造成的影響盡量減少，應(yīng)盡量使電壓輸出型轉(zhuǎn)換器的輸出阻抗保持為最小值，即接近0Ω。

此外，電流輸出型的轉(zhuǎn)換器則與此相反，需要更大的值，即保持無(wú)限大的輸出阻抗。

4. 使用阻抗的計(jì)算示例

共通注意事項(xiàng) ★各商品的注意事項(xiàng)，請(qǐng)參見(jiàn)各商品的「 請(qǐng)正確使用 」。

不能作為沖壓的安全裝置或其他人體保護(hù)用安全裝置使用。

本產(chǎn)品與安全性無(wú)關(guān)，主要用于工件和作業(yè)者的檢測(cè)用途。

關(guān)于耐壓力

請(qǐng)不要施加超過(guò)額定耐壓力的壓力。

若施加了耐壓力以上的壓力，可能引起破損。

關(guān)于使用環(huán)境

請(qǐng)避免在有可燃性和爆炸性氣體的環(huán)境下使用。

關(guān)于電源電壓

使用時(shí)請(qǐng)不要超過(guò)使用電壓范圍。若施加了使用電壓范圍以上的電壓，則可能引起破裂或燒毀。

關(guān)于負(fù)載短路

請(qǐng)避免使負(fù)載短路。否則可能引起破裂或燒毀。

關(guān)于誤布線(xiàn)

請(qǐng)避免對(duì)電源的極性等進(jìn)行錯(cuò)誤布線(xiàn)。

否則可能引起破裂或燒毀。

使用對(duì)應(yīng)非腐蝕性氣體的產(chǎn)品作為適用流體時(shí)，請(qǐng)使用經(jīng)過(guò)空氣過(guò)濾器的，已去除水分?油分的氣體。

請(qǐng)勿從導(dǎo)壓部插入針等物品。否則會(huì)使壓力元件破損，無(wú)法進(jìn)行正常動(dòng)作。

請(qǐng)避免與高壓線(xiàn)、動(dòng)力線(xiàn)并列設(shè)置。

安裝時(shí)，請(qǐng)避免使超聲波振動(dòng)直接碰到傳感器。

請(qǐng)勿在導(dǎo)線(xiàn)及接插件部分施加30N以上的拉伸力。

導(dǎo)線(xiàn)的延長(zhǎng)在10m以?xún)?nèi)。詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參見(jiàn)前頁(yè)(1380頁(yè))的輸出阻抗項(xiàng)。