理解低压传感器：功能、设计与应用

压力传感器是将施加压力转换为电信号的测量装置。通常压力传感器由两部分组成：受压变形的弹性材料、检测变形的电气部分。

低压传感器工作原理

根据测量压力范围，弹性材料赋予不同形状尺寸：波登管、活塞、膜片、波纹管。最常用是膜片。
三种电气器件可连接弹性材料制成压力传感器：电阻式、电容式、电感式。

电阻式压力传感器使用应变片，粘结在可变形材料上。变形变化导致各应变片电阻变化，可用惠斯通电桥测量。
电容式压力传感器中，压力变化测量为两电容板间电容变化。一板粘结在弹性材料受压侧，另一板粘结在非加压面。
电感式压力传感器中，弹性材料变形提供铁磁芯线性位移。此线性位移改变感应交流电流。

低压测量

理解低压传感器：功能、设计与应用讨论的各类压力传感器中，波登管、压阻膜片计、电容膜片计适合测量低真空压力。波登管测约0–1000 mbar，螺片计测0.1–1000 mbar。
极低压力有其他原理传感器：皮拉尼计、热偶、电离计。
前两技术基于低压环境中加热灯丝热损失率。热损失取决于单位体积气体分子数。

皮拉尼计 —— 测量灯丝电阻计算灯丝温度。电阻测量借助惠斯通电桥。电阻与施压关系高度非线性。
热偶 —— 热偶连接加热灯丝测温度。热偶参比温度用室温。热偶电压输出随气压非线性变化。
电离计 —— 适用测量10⁻³至10⁻¹³ atm极小压力。用加热灯丝电离待测气体。在电离区两电极间测量电流，依赖气压因单位体积离子数依赖气压。

电流与压力关系呈线性

低压测量用于以下应用：

医疗领域——雾化器、肺量计等。
工业——HVAC控制、风道静压等。

市场对压力传感器内部材料关注度增加：

部分含汞将压力感测传导至电输出。许多州禁汞，虽不强制执行或某情况下现有设备豁免但新产品禁用。
第二物质NaK（钠钾合金）替代汞。NaK暴露空气（氧）会打火花。高易燃环境危险。
市场新品：膜片更厚（延长寿命）、保修更长、无填充、纯电子工作。

我们认为市场压力最终将使汞与NaK在利用这些传感器制造产品的客户中变得不可接受。

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