低压传感器的工作原理
压力传感器是一种将施加的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，在压力作用下发生变形的弹性材料和检测这种变形的电气部分。
低压传感器的工作原理
根据要测量的压力范围，弹性材料具有不同的形状和尺寸，例如布尔登管、活塞、隔膜和波纹管。其中最常见的是隔膜。
可以将三种不同类型的电气设备连接到这种弹性材料上以制成压力传感器。这些包括电阻式、电容式和电感式。
- 电阻式压力传感器使用粘合到可变形材料上的应变计。变形的任何变化都会导致每个应变仪的电阻发生变化，这可以通过惠斯通电桥进行测量。
- 在电容式压力传感器中，压力的变化是通过两个电容板之间的电容变化来测量的。一块板粘合到弹性材料的可变形侧，而另一块板粘合到未受压的表面。
- 在感应压力传感器中，弹性材料的变形用于提供铁磁芯的线性运动。这种线性运动会改变感应的交流电流。
低压测量
在不同的压力中，换能器讨论了布尔登真空计、压阻式膜片真空计、电容膜片真空计适用于测量低真空压力。布尔登压力表的测量范围大致为 0-1000 mbar，而隔膜压力表的测量范围为 0.1-1000 mbar。
对于非常低的压力，还有其他类型的传感器可用，这些传感器基于其他类型原则。其中包括皮拉尼规、热电偶和电离规。
前两种技术基于放置在低压环境中的加热灯丝的热量散失率。这种热损失取决于每单位体积的气体分子数。
- 皮拉尼规 – 该仪表通过测量灯丝电阻来计算灯丝温度。电阻测量是在惠斯通电桥电路的帮助下测量的。阻力与施加压力之间的关系是高度非线性的。
- 热电偶 – 在这种类型的压力传感器中，热电偶连接到加热的灯丝以测量其温度。对于热电偶中的参考温度，使用室温。热电偶的输出电压随气体压力呈非线性变化。
- 电离计 – 它对于测量 10–3 atm 至 10–13 atm 范围内的非常小的压力非常有用。在这里，要测量其压力的气体在加热的灯丝的帮助下被电离。电流是在电离区域的两个电极之间测量的，这取决于气压，因为每单位体积的离子数量取决于气压。
电流与压力的关系是线性的
低压测量用于以下应用：
- 在医疗领域 - 雾化器、肺活量计等。
- 在工业领域 - HVAC 控制、静态管道压力等。
市场对压力传感器内部材料的兴趣日益浓厚：
- 一些产品中含有汞，可将压力感应传导至电输出。在许多州，虽然没有强制执行，但在某些情况下，汞是一种禁用物质，或者在某些情况下，它在可能使用汞的现有设备上是不适用的，但禁止在新产品上使用。
- 第二种物质是 NaK（钠钾），用于代替换能器中的水银。如果 NaK 暴露在空气（氧气）中，它会产生火花。在易燃性高的环境中，这是一种危险。
- 现在市场上有一种新产品，它的隔膜更厚（可延长使用寿命），而且保修期比其他产品更长。它没有填充物，通过电子设备完成工作。
我们认为，市场压力最终将使汞和 NaK 在使用这些传感器的设备制造产品的客户中变得不可接受。
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