壓力感測器
壓力感測器
壓力感測器(Pressure Transducer)是能感受壓力信號，並能按照一定的規律將壓力信號轉換成可用的輸出的電信號的器件或裝置。
壓力感測器通常由壓力敏感元件和信號處理單元組成。按不同的測試壓力類型，壓力感測器可分為表壓感測器、差壓感測器和絕壓感測器。
壓力感測器是工業實踐中最為常用的一種感測器，其廣泛應用於各種工業自控環境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建築、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業，下面就簡單介紹一些常用感測器原理及其應用。另有醫用壓力感測器。
重載壓力感測器是感測器中一種，但是我們很少聽說這種壓力感測器，它通常被用於交通運輸應用中，通過監測氣動、輕載液壓、制動壓力、機油壓力、傳動裝置、以及卡車/拖車的氣閘等關鍵系統的壓力、液力、流量及液位來維持重載設備的性能。
重載壓力感測器是一種具有外殼、金屬壓力介面以及高電平信號輸出的壓力測量裝置。許多感測器配有圓形金屬或塑料外殼，外觀呈筒狀，一端是壓力介面，另一端是電纜或連接器。這類重載壓力感測器常用於極端溫度及電磁干擾環境。工業及交通運輸領域的客戶在控制系統中使用壓力感測器，可實現對冷卻液或潤滑油等流體的壓力測量和監控。同時，它還能夠及時檢測壓力尖峰反饋，發現系統阻塞等問題，從而即時找到解決方案。
重載壓力感測器一直在發展，重載壓力感測器為了能夠用於更加複雜的控制系統，設計工程師必需提高感測器精度同時需要降低成本便於實際應用等要求。
平膜壓變
壓力感測器是使用最為廣泛的一種感測器。傳統的壓力感測器以機械結構型的器件為主，以彈性元件的形變指示壓力，但這種結構尺寸大、質量重，不能提供電學輸出。隨著半導體技術的發展，半導體壓力感測器也應運而生。其特點是體積小、質量輕、準確度高、溫度特性好。特別是隨著MEMS技術的發展，半導體感測器向著微型化發展，而且其功耗小、可靠性高。
擴散硅壓力變送器
擴散硅壓力變送器DATA-52系列
擴散硅壓力變送器DATA-52系列
測量介質：液體或氣體（對不鏽鋼殼體無腐蝕）
量程：0-10MPa
精度等級：0.1%FS、0.5%FS（可選）
穩定性能：±0.05%FS/年；±0.1%FS/年
輸出信號：RS485、4~20mA（可選）
過載能力：150%FS
零點溫度係數：±0.01%FS/℃
滿度溫度係數：±0.02%FS/℃
防護等級：IP68
環境溫度：-10℃～80℃
存儲溫度：-40℃～85℃
供電電源：9V～36V DC；
結構材料：外殼：不鏽鋼1Cr18Ni9Ti
密封圈：氟橡膠
膜片：不鏽鋼316L
電纜：φ7.2mm聚氨酯專用電纜
半導體壓電阻型
半導體壓電阻抗擴散壓力感測器是在薄片表面形成半導體變形壓力，通過外力（壓力）使薄片變形而產生壓電阻抗效果，從而使阻抗的變化轉換成電信號。
靜電容量型
靜電容量型壓力感測器，是將玻璃的固定極和硅的可動極相對而形成電容，將通過外力（壓力）使可動極變形所產生的靜電容量的變化轉換成電氣信號。（E8Y的動作原理便是靜電容量方式，其他機種採用半導體方式）。
感測器的接線一向是客戶採購過程諮詢得最多的問題之一，很多客戶都不知道感測器如何連線，其實各種感測器的接線方式基本都是一樣的，壓力感測器一般有兩線制、三線制、四線制，有的還有五線制的。
壓力感測器兩線制比較簡單，一般客戶都知道怎麼接線，一根線連接電源正極，另一個線也就是信號線經過儀器連接到電源負極，這種是最簡單的，壓力感測器三線制是在兩線制基礎上加了一個線，這根線直接連接到電源的負極，較兩線制麻煩一點。四線制壓力感測器肯定是兩個電源輸入端，另外兩個是信號輸出端。四線制的多半是電壓輸出而不是4~20mA輸出，4~20mA的叫壓力變送器，多數做成兩線制的。壓力感測器的信號輸出有些是沒有經過放大的，滿量程輸出只有幾十毫伏，而有些壓力感測器在內部有放大電路，滿量程輸出為0~2V。至於怎麼接到顯示儀錶，要看儀錶的量程是多大，如果有和輸出信號相適應的檔位，就可以直接測量，否則要加信號調整電路。五線制壓力感測器與四線制相差不大，市面上五線制的感測器也比較少。
螺紋類型
壓力感測器的螺紋有很多種，常見的有NPT、PT、G、M，都是管螺紋。
NPT 是 National (American) Pipe Thread 的縮寫，屬於美國壓力感測器標準的60度錐管螺紋，用於北美地區。國家標準可查閱GB/T12716-1991
PT是Pipe Thread的縮寫，是55度密封圓錐管螺紋，屬惠氏壓力感測器螺紋家族，多用於歐洲及英聯邦國家。常用於水及煤氣管行業，錐度規定為1:16。國家標準可查閱GB/T7306-2000
G是55度非螺紋密封管螺紋，屬惠氏壓力感測器螺紋家族。標記為G代表圓柱螺紋。國家標準可查閱 GB/T7307-2001
M是公制普通螺紋，如M20*1.5表示直徑為20mm，螺距為1.5，如客戶無特殊要求，壓力感測器一般為M20*1.5螺紋。
另外螺紋中的1/4、1/2、1/8標記是指螺紋尺寸的直徑，單位是英寸。行內人通常用分來稱呼螺紋尺寸，一寸等於8分，1/4寸就是2分，如此類推。G好像就是管螺紋的統稱(Guan)，55、60度的劃分屬於功能性的，俗稱管圓。螺紋由一圓柱面加工而成。
ZG俗稱管錐，即螺紋由一圓錐面加工而成，一般的水管壓力接頭都是這樣的，老國標標註為Rc
公制螺紋用螺距來表示，美英制螺紋用每英寸內的螺紋牙數來表示，這是壓力感測器螺紋最大的區別，公制螺紋是60度等邊牙型，英制螺紋是等腰55度牙型，美製螺紋60度。公制螺紋用公制單位，美英制螺紋用英制單位。
管螺紋主要用來進行壓力管道的連接，其內外螺紋的配合緊密，壓力感測器管螺紋有直管與錐管兩種。公稱直徑是指所連接的壓力管道直徑，顯然螺紋大徑比公稱直徑大。1/4，1/2，1/8是英制螺紋的公稱直徑，單位是英寸。
1、壓阻式壓力感測器
電阻應變片是壓阻式應變感測器的主要組成部分之一。金屬電阻應變片的工作原理是吸附在基體材料上應變電阻隨機械形變而產生阻值變化的現象，俗稱為電阻應變效應。
2、陶瓷壓力感測器
陶瓷壓力感測器基於壓阻效應，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個惠斯通電橋，由於壓敏電阻的壓阻效應，使電橋產生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號，標準的信號根據壓力量程的不同標定為2.0/3.0/3.3mV/V等，可以和應變式感測器相兼容。
3、擴散硅壓力感測器：
擴散硅壓力感測器工作原理也是基於壓阻效應，利用壓阻效應原理，被測介質的壓力直接作用於感測器的膜片上(不鏽鋼或陶瓷)，使膜片產生與介質壓力成正比的微位移，使感測器的電阻值發生變化，利用電子線路檢測這一變化，並轉換輸出一個對應於這一壓力的標準測量信號。
擴散硅壓力感測器
4、藍寶石壓力感測器：
利用應變電阻式工作原理，採用硅-藍寶石作為半導體敏感元件，具有無與倫比的計量特性。因此，利用硅-藍寶石製造的半導體敏感元件，對溫度變化不敏感，即使在高溫條件下，也有著很好的工作特性；藍寶石的抗輻射特性極強；另外，硅-藍寶石半導體敏感元件，無p-n漂移。
5、壓電式壓力感測器：
壓電效應是壓電感測器的主要工作原理，壓電感測器不能用於靜態測量，因為經過外力作用后的電荷，只有在迴路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。實際的情況不是這樣的，所以這決定了壓電感測器只能夠測量動態的應力。
在選擇壓力感測器的時候我們要考慮他的綜合精度，而壓力感測器的精度受哪些方面的影響呢？其實造成感測器誤差的因素有很多，下面我們注意說四個無法避免的誤差，這是感測器的初始誤差。
首先的偏移量誤差：由於 壓力感測器在整個壓力範圍內垂直偏移保持恆定，因此變換器擴散和激光調節修正的變化將產生偏移量誤差。
其次是靈敏度誤差：產生誤差大小與壓力成正比。如果設備的靈敏度高於典型值，靈敏度誤差將是壓力的遞增函數。如果靈敏度低於典型值，那麼靈敏度誤差將是壓力的遞減函數。該誤差的產生原因在於擴散過程的變化。
第三是線性誤差：這是一個對壓力感測器初始誤差影響較小的因素，該誤差的產生原因在於矽片的物理非線性，但對於帶 放大器的感測器，還應包括放大器的非線性。線性誤差曲線可以是凹形曲線，也可以是凸形曲線稱重感測器。
最後是滯后誤差：在大多數情形中，壓力感測器的滯后誤差完全可以忽略不計，因為矽片具有很高的機械剛度。一般只需在壓力變化很大的情形中考慮滯后誤差。
壓力感測器的這個四個誤差是無法避免的，我們只能選擇高精度的生產設備，利用高新技術來降低這些誤差，還可以在出廠的時候進行一定的誤差校準，盡最大的可能來降低誤差以滿足客戶的需要。
壓力感測器
正確安裝
通常高溫熔體壓力感測器的損壞都是由於其安裝位置不恰當而引起的，如果將感測器強行安裝在過小的孔或形狀不規則的孔中，就有可能造成感測器的震動膜受到衝擊而損壞，選擇合適的工具加工安裝孔，有利於控制安裝孔的尺寸，另外，合適的安裝扭矩有利於形成良好的密封，但是如果安裝扭矩過高就容易引起高溫熔體壓力感測器的滑脫，為防止這種現象發生，通常在感測器安裝之前在其螺紋部分上塗抹防脫化合物。
1.壓力感測器正確安裝方法：
(1)通過適當的儀錶，在普通大氣壓和標準溫度條件下，核實壓力感測器的頻率反應值。
(2)核實壓力感測器的編碼與相應的頻率反應信號的正確性。
2.確定具體安裝位置
為了確定壓力感測器的編號和具體安裝位置，需按充氣網的各個充氣段來考慮。
(1)壓力感測器必須沿著線纜進行安裝，最好安裝在線纜接頭處。
(2)每條線纜裝設壓力感測器不少於4個，靠近電話局的兩個壓力感測器，相距不應大於200m。
(3)每條線纜的始端和末端分別安裝1個。
(4)每條線纜的分支點應安裝1個，如果兩個分支點相距較近(小於100m)，可只裝1個。
(5)線纜敷設方式(架空、地下)改變處應裝1個
(6)對無分支的線纜，因壘線的線纜程式一致，壓力感測器的安裝隔距不大幹500m，並使其總數不少於4個。
(7)為了便於確定壓力感測器故障點，除在起點安裝壓力感測器外，距起點150~200m處，還要另外安裝1個當然在設計中，一定要考慮經濟與技術的因素，在不需要安裝壓力感測器的地方，則應不必安裝。
檢查尺寸
如果安裝孔的尺寸不合適，高溫熔體壓力感測器在安裝過程中，其螺紋部分就很容易受到磨損，這不僅會影響設備的密封性能，而且使感測器不能充分發揮作用，甚至還可能產生安全隱患。只有合適的安裝孔才能夠避免螺紋的磨損(螺紋工業標準1/2-20UNF2B)，通常可以採用安裝孔測量儀對安裝孔進行檢測，以做出適當的調整。
壓力是工業生產中的重要參數之一，為了保證生產正常運行，必須對壓力進行監測和控制。下面是壓力感測器選型時常用的用語：
標準壓
以大氣壓為標準表示的壓力大小，大於大氣壓的叫正壓；小於大氣壓的叫負壓。
絕對壓
以絕對真空為標準表示的壓力大小。
相對壓
對比較對象（標準壓）而言的壓力大小。
大氣壓
指大氣壓力。標準大氣壓（1atm）相當於高度為760mm水銀柱的壓力。
真空
指低於大氣壓的壓力狀態。1Torr=1/760氣壓（atm）。
檢測壓力範圍
指感測器的適應壓力範圍。
可承受壓力
當恢復到檢測壓力時，其性能不下降的可承受壓力。
往返精度
當一定溫度（23°C）下，當增加、減少壓力時、用檢測壓力的全標度值去除輸出進行反轉的壓力值而得到的動作點的壓力變動值。
精度
在一定溫度（23°C）下，當加零壓力和額定壓力時，用全標度值去除偏離輸出電流規定值（4mA、20mA）的值而得到的值。單位用%FS表示。
線性
模擬輸出對檢測壓力呈線性變化，但與理想直線相比有偏差。用對全標度值來說百分數來表示這種偏差的值叫線性。
遲滯（線性）
用零電壓和額定電壓在輸出電流（或電壓）值間畫出理想直線，把電流（或電壓）值與理想電流（或電壓）值之差作為誤差求出來，再求出壓力上升時和下降時的誤差值。用全標度的電流（或電壓）值去除上述差的絕對值的最大值所得的值即為遲滯。單位用%FS表示。
遲滯
用壓力的全標度值去除輸出ON點壓力與OFF點壓力之差所得的值既是遲滯。
非腐蝕性氣體
指空氣中含有的物質（氮、二氧化碳等）與惰性氣體（氬、氖等）。
1、應用於液壓系統
壓力感測器在液壓系統中主要是來完成力的閉環控制。當控制閥芯突然移動時，在極短的時間內會形成幾倍於系統工作壓力的尖峰壓力。在典型的行走機械和工業液壓中，如果設計時沒有考慮到這樣的極端工況，任何壓力感測器很快就會被破壞。需要使用抗衝擊的壓力感測器，壓力感測器實現抗衝擊主要有2種方法，一種是換應變式晶元，另一種方法是外接盤管，一般在液壓系統中採用第一種方法，主要是因為安裝方便。此外還有一個原因是壓力感測器還要承受來自液壓泵不間斷的壓力脈動。
2.應用於安全控制系統
壓力感測器在安全控制系統中經常應用，主要針對的領域是空壓機自身的安全管理系統。在安全控制領域有很多感測器應用，壓力感測器作為一種非常常見的感測器，在安全控制系統中應用也不足為奇。
在安全控制領域應用一般從性能方面來考慮，從價格上的考慮，還有從實際操作的安全性方便性來考慮，實際證明選擇壓力感測器的效果非常好。壓力感測器利用機械設備的加工技術將一些元件以及信號調節器等裝置安裝在一塊很小的晶元上面。所以體積小也是它的優點之一，除此之外，價格便宜也是它的另一大優點。在一定程度上它能夠提高系統測試的準確度。在安全控制系統中，通過在出氣口的管道設備中安裝壓力感測器來在一定程度上控制壓縮機帶來的壓力，這算是一定的保護措施，也是非常有效的控制系統。當壓縮機正常啟動后，如果壓力值未達到上限，那麼控制器就會打開進氣口通過調整來使得設備達到最大功率。
3.應用於注塑模具
4.應用於監測礦山壓力
感測器技術作為礦山壓力監控的關鍵性技術之一。一方面，我們應該正確應用已有的各種感測器來為採礦行業服務；另一方面，作為感測器廠家還要研製和開發新型壓力感測器來適應更多的採礦行業應用。壓力感測器有多種，而基於礦山壓力監測的特殊環境，礦用壓力感測器主要有：振弦式壓力感測器、半導體壓阻式壓力感測器、金屬應變片式壓力感測器、差動變壓器式壓力感測器等。這些感測器在礦產行業都有廣泛的應用，具體使用哪種感測器還有根據具體的採礦環境進行選擇。
5.應用於促進睡眠
壓力感測器本身無法促進睡眠，我們只是將壓力感測器放在床墊地下，由於壓力感測器具有高靈敏度，當人發生翻身、心跳以及呼吸等有關的動作時，感測器會分析這一系列信息，去推斷睡眠人睡覺處於一個什麼狀態，然後通過對感測器的分析，收集感測器的信號得到心跳和呼吸節奏等睡眠的數據，最後將所有數據處理譜成一首段的曲目，當然能將你一個晚上的睡眠壓縮成一首幾分鐘的音樂。
6.應用於壓縮機，空調冷設備
壓力感測器常用於空氣壓力機，以及空調製冷設備，這類感測器產品外形小巧、安裝方便、導壓口一般採用專用閥針式設計。
壓力感測器的種類繁多，其性能也有較大的差異，如何選擇較為適用的感測器，做到經濟、合理的使用。
1. 額定壓力範圍
額定壓力範圍是滿足標準規定值的壓力範圍。也就是在最高和最低溫度之間，感測器輸出符合規定工作特性的壓力範圍。在實際應用時感測器所測壓力在該範圍之內。
2. 最大壓力範圍
最大壓力範圍是指感測器能長時間承受的最大壓力，且不引起輸出特性永久性改變。特別是半導體壓力感測器，為提高線性和溫度特性，一般都大幅度減小額定壓力範圍。因此，即使在額定壓力以上連續使用也不會被損壞。一般最大壓力是額定壓力最高值的2－3倍。
3. 損壞壓力
損壞壓力是指能夠加在感測器上且不使感測器元件或感測器外殼損壞的最大壓力。
4. 線性度
線性度是指在工作壓力範圍內，感測器輸出與壓力之間直線關係的最大偏離。
5.壓力遲滯
為在室溫下及工作壓力範圍內，從最小工作壓力和最大工作壓力趨近某一壓力時，感測器輸出之差。
6.溫度範圍
壓力感測器的溫度範圍分為補償溫度範圍和工作溫度範圍。補償溫度範圍是由於施加了溫度補償，精度進入額定範圍內的溫度範圍。工作溫度範圍是保證壓力感測器能正常工作的溫度範圍。
技術參數（量程15MPa-200MPa）
參數 單位 技術指標 參數 單位 技術指標
靈敏度 mV/V 1.0±0.05 靈敏度溫度係數 ≤%F·S/10℃ ±0.03
非線性 ≤%F·S ±0.02～±0.03 工作溫度範圍 ℃ -20℃～+80℃
滯后 ≤%F·S ±0.02～±0.03 輸入電阻 Ω 400±10Ω
重複性 ≤%F·S ±0.02～±0.03 輸出電阻 Ω 350±5Ω
蠕變 ≤%F·S/30min ±0.02 安全過載 ≤%F·S 150% F·S
零點輸出 ≤%F·S ±2 絕緣電阻 MΩ ≥5000MΩ(50VDC)
零點溫度係數 ≤%F·S/10℃ ±0.03 推薦激勵電壓 V 10V-15V
用於對人體有創血壓如動脈壓、中心靜脈壓、肺動脈壓、左冠狀動脈壓多種壓力進行監測，直接獲得血壓這一生理參數，為臨床對疾病的診斷、治療和愈后估計提供客觀依據。
選用醫用級聚碳酸脂、聚氯乙烯作為感測器主體及測壓連接管的材料。
包裝規格為CH-DPT-248、CH-DPT-248Ⅱ、CH-DPT-248Ⅲ。
1）連接壓力感測器系統前打開監護儀。
2）採用消毒措施打開包裝，確認所有的介面安全密封以及三通閥等輔件工作狀態良好。
常規/醫用壓力感測器FOP-M
4）把壓力感測器連接到監護儀上，按照監護儀說明把監護儀調零。
注意：a）如無法調零，請更換感測器重新調零；如果調零不成功，請檢查電纜連線、監護儀等是否正常。b）在安裝DPT-248Ⅱ、CH-DPT-248Ⅲ感測器時，要用顏色編碼來鑒別血壓類型：紅色---動脈壓；藍色---中心靜脈壓；黃色---肺動脈壓；綠色---左冠狀動脈壓；白色---其他。
5）用肝素生理鹽水沖洗管路，並排儘管路中的空氣。
注意：管路不得有氣泡殘留。
6）待所有管路中填充肝素生理鹽水后，將感測器系統連接到人體。
不同類型的壓力感測器
2）打開已消毒好的感測器包，核實所有的接頭均是安全的且所有的三通閥旋紐均是在所期望的位置。
3）將輸液器插頭插入輸液袋中，打開流量調節器（滾動止流夾），輕輕擠壓輸液袋，同時擠壓感測器沖洗閥，直到將所有空氣都排出輸液器及所有管路。
4）關閉流量調節器（滾動止流夾），將輸液器放入壓力護套中並懸掛在距離病人約2英尺高的掛桿上。
注意：此時不要給輸液袋加壓。
5）仔細檢查系統中所有充入液體的部分，確認所有的氣泡均已被排出。
6）將輸液袋加壓到300mmHg，如果仍有氣泡殘留在系統中，擠壓沖洗閥除去系統中所有的空氣。
7）將系統中三通閥的所有未使用的通道上的保護帽全部換成無孔保護帽。
8）將感測器系統連接到病人身上，再次沖洗系統以便除去管路中的血液。
為避免沖洗時氣泡或管路中的血液凝血回到患者，要確保管路中沖入液體並且允許少量血液通過導管迴流的現象。
1）建議將壓力感測器及其三通閥置於腋中線水平，這個三通是用來通氣和感測器調零的。
2）核准三通閥上的保護帽為有孔的，將感測器與監護儀連接起來，並按照監護儀說明，將感測器在大氣條件下調零。
3）監護儀調零后，關閉三通閥與空氣連通口，並蓋上無孔保護帽。 4）用方波檢測系統的動力反應。動力反應測試應在沖洗管路、排盡氣泡並與患者相連接調零和校準等一系列操作后實施。
注意：系統需要大約一分鐘的平衡過程，然後施行小滴量檢查沖洗閥是否良好，用肉眼觀察是否有泄露。安裝30分鐘后要定期檢查，確保輸液袋壓力正常、流量正常並無泄露。因任何小的泄露可能導致監護儀讀數錯誤。
5）系統調零校準正常后，按需要進行動態監測。
對已知出血性疾病者應特別注意。
連續使用不得超過7天。
壓力感測器被應用於各行各業，尤其是工業上應用非常多的壓力感測器，但是工業上一般要求壓力感測器能夠防腐蝕，壓力感測器接頭和腔體採用進口不鏽鋼整體加工，作為壓力變送器彈體的不鏽鋼材料耐蝕性高、衰減性能好，可以監測任何與316L相兼容的介質。下面我們還來介紹一下壓力感測器的防腐技巧。
首先，了解被測介質是否與316L相兼容：316，317L合金在100小時5%鹽霧測試中，都沒有出現腐蝕。其次，在選購感測器產品時，向供應商諮詢介質對壓力感測器是否有影響；通過對彈體耐腐蝕材料的選擇，以便達到用戶使用的需求。最後，我們可以採用隔離辦法：壓力變送器前有鉬2鈦和鉭片，膜片與彈道管之間用甲基硅油傳送壓力，最小量程可做到0～100kPa，如果膜片材料還不耐腐，則可加一層F46膜片，但儀錶靈敏度有所降低。也可直接用F46作隔離膜片，傳遞液可選用氟油，則可起雙重隔離作用。
壓力感測器在使用過程中一旦發現其不能與介質兼容就必須馬上更換感測器，對應一些特殊的介質我們可以採用特殊的材質或者特殊的結構來進行測量，壓力感測器未來肯定會得到更加廣泛的應用，所以作為廠家我們要積極開發新型壓力感測器來適應需要。
1.主要垂直行業，包括石油和天然氣、汽車和醫療保健的技術進步導致了多種應用程序以及壓力感測器功能的演變。
2.汽車領域是壓力感測器的最重要的用戶之一，汽車生產的激增導致對壓力感測器和相關組件的需求不斷增加。
3.機動車安全已成為整個汽車行業的重要方面，圍繞此項特性的嚴格的政府法規有助於促進汽車行業壓力感測器的需求增長。
4.基於微機電系統(MEMS)和納機電系統(NEMS)的技術一直以來廣受大眾歡迎，採用量大增，導致壓力感測器市場的增長。
5.消費電子壓力感測器使用量大大增加，成為整個市場發展最快的應用領域。
6.終端使用行業如汽車和醫療保健市場趨於成熟成為阻礙北美和歐洲壓力感測器市場的一大挑戰。
7.在亞洲國家，如中國、日本、印度和韓國快速的工業化和機動車生產都可以歸結為亞太壓力感測器市場的發展。
8.亞太和中東地區的智能城市基礎設施的發展持有巨大的未來增長潛力。
9.消費者購買壓力感測器對其安裝和更換不斷飆升的成本心存憂慮，可能會影響壓力感測器市場。
10.在過去的幾年中，壓力感測器市場取得了迅速進展，對競爭格局產生了積極影響，為市場引入了新的參與者並擴大了市場現有參與者的範圍。
EPXO壓力感測器
1、根據測量對象與測量環境確定感測器的類型
要進行—個具體的測量工作，首先要考慮採用何種原理的感測器，這需要分析多方面的因素之後才能確定。因為，即使是測量同一物理量，也有多種原理的感測器可供選用，哪一種原理的感測器更為合適，則需要根據被測量的特點和感測器的使用條件考慮以下一些具體問題：量程的大小；被測位置對感測器體積的要求；測量方式為接觸式還是非接觸式；信號的引出方法，有線或是非接觸測量；感測器的來源，國產還是進口，價格能否承受，還是自行研製。
在考慮上述問題之後就能確定選用何種類型的感測器，然後再考慮感測器的具體性能指標。
2、靈敏度的選擇
通常，在感測器的線性範圍內，希望感測器的靈敏度越高越好。因為只有靈敏度高時，與被測量變化對應的輸出信號的值才比較大，有利於信號處理。但要注意的是，感測器的靈敏度高，與被測量無關的外界雜訊也容易混入，也會被放大系統放大，影響測量精度。因此，要求感測器本身應具有較高的信噪比，盡量減少從外界引入的廠擾信號。
感測器的靈敏度是有方向性的。當被測量是單向量，而且對其方向性要求較高，則應選擇其它方向靈敏度小的感測器；如果被測量是多維向量，則要求感測器的交叉靈敏度越小越好。
3、頻率響應特性
感測器的頻率響應特性決定了被測量的頻率範圍，必須在允許頻率範圍內保持不失真的測量條件，實際上感測器的響應總有—定延遲，希望延遲時間越短越好。
感測器的頻率響應高，可測的信號頻率範圍就寬，而由於受到結構特性的影響，機械系統的慣性較大，因有頻率低的感測器可測信號的頻率較低。
在動態測量中，應根據信號的特點(穩態、瞬態、隨機等)響應特性，以免產生過火的誤差。
4、線性範圍
感測器的線形範圍是指輸出與輸入成正比的範圍。以理論上講，在此範圍內，靈敏度保持定值。感測器的線性範圍越寬，則其量程越大，並且能保證一定的測量精度。在選擇感測器時，當感測器的種類確定以後首先要看其量程是否滿足要求。
但實際上，任何感測器都不能保證絕對的線性，其線性度也是相對的。當所要求測量精度比較低時，在一定的範圍內，可將非線性誤差較小的感測器近似看作線性的，這會給測量帶來極大的方便。
5、穩定性
感測器使用一段時間后，其性能保持不變化的能力稱為穩定性。影響感測器長期穩定性的因素除感測器本身結構外，主要是感測器的使用環境。因此，要使感測器具有良好的穩定性，感測器必須要有較強的環境適應能力。
在選擇感測器之前，應對其使用環境進行調查，並根據具體的使用環境選擇合適的感測器，或採取適當的措施，減小環境的影響。
感測器的穩定性有定量指標，在超過使用期后，在使用前應重新進行標定，以確定感測器的性能是否發生變化。
在某些要求感測器能長期使用而又不能輕易更換或標定的場合，所選用的感測器穩定性要求更嚴格，要能夠經受住長時間的考驗。
6、精度
精度是感測器的一個重要的性能指標，它是關係到整個測量系統測量精度的一個重要環節。感測器的精度越高，其價格越昂貴，因此，感測器的精度只要滿足整個測量系統的精度要求就可以，不必選得過高。這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多感測器中選擇比較便宜和簡單的感測器。
如果測量目的是定性分析的，選用重複精度高的感測器即可，不宜選用絕對量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得精確的測量值，就需選用精度等級能滿足要求的感測器。
對某些特殊使用場合，無法選到合適的感測器，則需自行設計製造感測器。自製感測器的性能應滿足使用要求。
力學感測器的種類繁多，如電阻應變片壓力感測器、半導體應變片壓力感測器、壓阻式壓力感測器、電感式壓力感測器、電容式壓力感測器、諧振式壓力感測器及電容式加速度感測器等。但應用最為廣泛的是壓阻式壓力感測器，它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。
在了解壓阻式壓力感測器時，我們首先認識一下電阻應變片這種元件。電阻應變片是一種將被測件上的應變變化轉換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應變感測器的主要組成部分之一。電阻應變片應用最多的是金屬電阻應變片和半導體應變片兩種。金屬電阻應變片又有絲狀應變片和金屬箔狀應變片兩種。通常是將應變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產生力學應變基體上，當基體受力發生應力變化時，電阻應變片也一起產生形變，使應變片的阻值發生改變，從而使加在電阻上的電壓發生變化。這種應變片在受力時產生的阻值變化通常較小，一般這種應變片都組成應變電橋，並通過後續的儀錶放大器進行放大，再傳輸給處理電路（通常是A/D轉換和CPU）顯示或執行機構。
選擇壓力感測器的時候需要注意很多問題，比如，壓力感測器的量程、精度、壓力感測器的溫度特性，化學特性都是要考慮的，而壓力感測器的作業方式也是需要考慮的重要問題。
例如感測器用於氣體壓力的測量與液體壓力的測量時情況便不同。氣體是可壓縮流體，增多時會貯存一定的壓縮能，減壓時又以動能釋放出來，給感測器彈性膜施加衝擊波。要求壓力感測器有較大的過載能力。液體是不可壓縮流體，在壓力感測器安裝時，擰緊螺拴又無可壓縮空間則可使液體壓力升高超過彈性膜的耐壓極限，導致彈性膜破裂。由於這種情況屢屢發生，也要求壓力感測器有較大的過壓能力。壓力感測器的工作環境惡劣時，例如有大的振動、衝擊，大的電磁干擾，對感測器提出更為嚴格的要求。不僅過壓能力強，而且要求機械密封可靠，防鬆動，感測器安裝正確。感測器自身的引線、引腳以及外導線都應加以電磁屏蔽，並將屏蔽良好接地。此外，應考慮壓力感測器與所測流體介質的相容性問題。例如感測器的彈性膜結構應與腐蝕性介質相隔開，此時采有不鏽鋼波紋套感測器，感測器內用硅油作傳壓介質。感測器檢測易燃、易爆介質壓力時，使用小激勵電流，防止彈性膜破裂時產生火花、火星，並增加壓力感測器外套的耐壓能力。
只有了解了壓力感測器的作業方式才能更好的選擇壓力感測器，尤其是如今壓力感測器正在飛速發展，所以了解壓力感測器的作業方式是非常必要的。
壓力感測器不僅在生產測量中應用廣泛，如今在我們生活中也常常看見，在我們大多的交通工具中都有壓力感測器，可能一般人知道汽車上有壓力感測器，其實普通的摩托車上也有壓力感測器的應用。
摩托車的動力來自汽油機汽缸內油的燃燒。只有充分燃燒才能提供很好的動力，良好的燃燒必須具備良好的混合氣、充分的壓縮和最佳點火三個條件。電噴系統能否正確的將空燃比控制在所需的範圍內，決定了發動機的動力性、經濟性和排放指標的優劣。而汽油機空燃比的控制是採用調整與進氣量相匹配的供油量實現的，因此，進氣空氣流量的測量精度直接影響空燃比的控制精度。
它由基體材料、金屬應變絲或應變箔、絕緣保護片和引出線等部分組成。根據不同的用途，電阻應變片的阻值可以由設計者設計，但電阻的取值範圍應注意：阻值太小，所需的驅動電流太大，同時應變片的發熱致使本身的溫度過高，不同的環境中使用，使應變片的阻值變化太大，輸出零點漂移明顯，調零電路過於複雜。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的電磁干擾能力較差。一般均為幾十歐至幾十千歐左右。
金屬電阻應變片的工作原理是吸附在基體材料上應變電阻隨機械形變而產生阻值變化的現象，俗稱為電阻應變效應。金屬導體的電阻值可用下式表示：
R=ρ
式中：ρ——金屬導體的電阻率（Ω· /m）
S——導體的截面積（ ）
L——導體的長度（m）
我們以金屬絲應變電阻為例，當金屬絲受外力作用時，其長度和截面積都會發生變化，從上式中可很容易看出，其電阻值即會發生改變，假如金屬絲受外力作用而伸長時，其長度增加，而截面積減少，電阻值便會增大。當金屬絲受外力作用而壓縮時，長度減小而截面增加，電阻值則會減小。只要測出加在電阻的變化（通常是測量電阻兩端的電壓），即可獲得應變金屬絲的應變情。
抗腐蝕的陶瓷壓力感測器沒有液體的傳遞，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個惠斯通電橋(閉橋)，由於壓敏電阻的壓阻效應，使電橋產生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號，標準的信號根據壓力量程的不同標定為2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以和應變式感測器相兼容。通過激游標定，感測器具有很高的溫度穩定性和時間穩定性，感測器自帶溫度補償0～70℃，並可以和絕大多數介質直接接觸。
陶瓷是一種公認的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗衝擊和振動的材料。陶瓷的熱穩定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度範圍高達-40～135℃，而且具有測量的高精度、高穩定性。電氣絕緣程度>2kV，輸出信號強，長期穩定性好。高特性，低價格的陶瓷感測器將是壓力感測器的發展方向，在歐美國家有全面替代其它類型感測器的趨勢，在中國也越來越多的用戶使用陶瓷感測器替代擴散硅壓力感測器。
壓力感測器我們經常使用，我們在使用過程中一定要注意保護壓力感測器，因為壓力感測器雖然有不鏽鋼保護，但是壓力感測器還是很容易損壞的，尤其是使用不當很容易造成壓力感測器損壞導致損失。
首先肯定是感測器超量程使用，不要施加超過額定耐壓力的壓力。若施加了耐壓力以上的壓力，可能引起破損。其次是使用環境，避免在有可燃性和爆炸性氣體的環境下使用。還有就是電源電壓和負載短路，使用時請不要超過使用電壓範圍。若施加了使用電壓範圍以上的電壓，則可能引起破裂或燒毀。避免使負載短路。否則可能引起破裂或燒毀。還有一點比較少見就是誤布線，避免對電源的極性等進行錯誤布線。否則可能引起破裂或燒毀。
壓力感測器在使用的時候一定要學會如何保護它，否則它很容易被損壞從而造成生產上的損失，當然只要我們按廠家說明書正確操作，避免上述的幾個問題，壓力感測器還是可以長時間工作的。有些壓力感測器能用到幾年甚至十幾年。主要是要學會如何保護它。
壓電式壓力感測器原理基於壓電效應。壓電效應是某些電介質在沿一定方向上受到外力的作用而變形時，其內部會產生極化現象，同時在它的兩個相對錶面上出現正負相反的電荷。當外力去掉后，它又會恢復到不帶電的狀態，這種現象稱為正壓電效應。當作用力的方向改變時，電荷的極性也隨之改變。相反，當在電介質的極化方向上施加電場，這些電介質也會發生變形，電場去掉后，電介質的變形隨之消失，這種現象稱為逆壓電效應。壓電式壓力感測器的種類和型號繁多，按彈性敏感元件和受力機構的形式可分為膜片式和活塞式兩類。膜片式主要由本體、膜片和壓電元件組成。壓電元件支撐於本體上，由膜片將被測壓力傳遞給壓電元件，再由壓電元件輸出與被測壓力成一定關係的電信號。這種感測器的特點是體積小、動態特性好、耐高溫等。現代測量技術對感測器的性能出越來越高的要求。
壓力感測器
擴散硅式
高溫壓變
工業型壓變
被測介質的壓力直接作用於感測器的膜片上（不鏽鋼或陶瓷），使膜片產生與介質壓力成正比的微位移，使感測器的電阻值發生變化，和用電子線路檢測這一變化，並轉換輸出一個對應於這一壓力的標準測量信號。
利用應變電阻式工作原理，採用硅-藍寶石作為半導體敏感元件，具有無與倫比的計量特性。
藍寶石系由單晶體絕緣體元素組成，不會發生滯后、疲勞和蠕變現象；藍寶石比硅要堅固，硬度更高，不怕形變；藍寶石有著非常好的彈性和絕緣特性（1000 OC以內），因此，利用硅-藍寶石製造的半導體敏感元件，對溫度變化不敏感，即使在高溫條件下，也有著很好的工作特性；藍寶石的抗輻射特性極強；另外，硅-藍寶石半導體敏感元件，無p-n漂移，因此，從根本上簡化了製造工藝，提高了重複性，確保了高成品率。
用硅-藍寶石半導體敏感元件製造的壓力感測器和變送器，可在最惡劣的工作條件下正常工作，並且可靠性高、精度好、溫度誤差極小、性價比高。
表壓壓力感測器和變送器由雙膜片構成：鈦合金測量膜片和鈦合金接收膜片。印刷有異質外延性應變靈敏電橋電路的藍寶石薄片，被焊接在鈦合金測量膜片上。被測壓力傳送到接收膜片上（接收膜片與測量膜片之間用拉杆堅固的連接在一起）。在壓力的作用下，鈦合金接收膜片產生形變，該形變被硅-藍寶石敏感元件感知后，其電橋輸出會發生變化，變化的幅度與被測壓力成正比。
感測器的電路能夠保證應變電橋電路的供電，並將應變電橋的失衡信號轉換為統一的電信號輸出（0-5，4-20mA或0-5V）。在絕壓壓力感測器和變送器中，藍寶石薄片，與陶瓷基極玻璃焊料連接在一起，起到了彈性元件的作用，將被測壓力轉換為應變片形變，從而達到壓力測量的目的。
壓電感測器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應就是在這種晶體中發現的，在一定的溫度範圍之內，壓電性質一直存在，但溫度超過這個範圍之後，壓電性質完全消失（這個高溫就是所謂的“居里點”）。由於隨著應力的變化電場變化微小（也就說壓電係數比較低），所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電係數，但是它只能在室溫和濕度比較低的環境下才能夠應用。磷酸二氫胺屬於人造晶體，能夠承受高溫和相當高的濕度，所以已經得到了廣泛的應用。
壓電效應也應用在多晶體上，比如壓電陶瓷，包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT、鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等。
壓電效應是壓電感測器的主要工作原理，壓電感測器不能用於靜態測量，因為經過外力作用后的電荷，只有在迴路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。實際的情況不是這樣的，所以這決定了壓電感測器只能夠測量動態的應力。
壓電感測器主要應用在加速度、壓力和力等的測量中。壓電式加速度感測器是一種常用的加速度計。它具有結構簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優異的特點。壓電式加速度感測器在飛機、汽車、船舶、橋樑和建築的振動和衝擊測量中已經得到了廣泛的應用，特別是航空和宇航領域中更有它的特殊地位。壓電式感測器也可以用來測量發動機內部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用于軍事工業，例如用它來測量槍炮子彈在膛中擊發的一瞬間的膛壓的變化和炮口的衝擊波壓力。它既可以用來測量大的壓力，也可以用來測量微小的壓力。
壓電式感測器也廣泛應用在生物醫學測量中，比如說心室導管式微音器就是由壓電感測器製成的，因為測量動態壓力是如此普遍，所以壓電感測器的應用就非常廣泛。
壓力感測器
量程
0~0.5Mpa/0~200Mpa
精度
±0.25 %F·S
長期漂移
0.1% F·S
零點失調
±1% F·S/
滿程失調
±1% F·S/
零點溫漂
±0.05% F·S /℃
滿程溫漂
±0.05% F·S /℃
工作溫度
-40℃ ~ +120 ℃
存儲溫度
-40℃ ~ +120 ℃
補償溫度
-20℃ ~ +85 ℃
工作電壓
9~36VDC
電流輸出
4~20mA
毫伏輸出
0~5VDC
絕緣電阻
100MΩ(50VDC)
介質兼容
316SS或304不鏽鋼
法蘭規格
DN50 PN4.0 GB9116.7-8.8 &DN80 PN4.0 GB9116.7-8.8
壓力感測器容易出現的故障主要有以下幾種：
第一種是壓力上去，變送器輸也上不去。此種情況，先應檢查壓力介面是否漏氣或者被堵住，如果確認不是，檢查接線方式和檢查電源，如電源正常則進行簡單加壓看輸出是否變化，或者察看感測器零位是否有輸出，若無變化則感測器已損壞，可能是儀錶損壞或者整個系統的其他環節的問題；
第二種是加壓變送器輸出不變化，再加壓變送器輸出突然變化，泄壓變送器零位回不去，很有可能是壓力感測器密封圈的問題。常見的是由於密封圈規格原因，感測器擰緊之後密封圈被壓縮到感測器引壓口裡面堵塞感測器，加壓時壓力介質進不去，但在壓力大時突然沖開密封圈，壓力感測器受到壓力而變化。排除這種故障的最佳方法是將感測器卸下，直接察看零位是否正常，若零位正常可更換密封圈再試；
第三種是變送器輸出信號不穩。這種故障有可能是壓力源的問題。壓力源本身是一個不穩定的壓力，很有可能是儀錶或壓力感測器抗干擾能力不強、感測器本身振動很厲害和感測器故障；第四種是變送器與指針式壓力表對照偏差大。出現偏差是正常的現象，確認正常的偏差範圍即可；
最後一種易出現的故障是微差壓變送器安裝位置對零位輸出的影響。微差壓變送器由於其測量範圍很小，變送器中感測元件會影響到微差壓變送器的輸出。安裝時應使變送器的壓力敏感件軸向垂直於重力方向，安裝固定后調整變送器零位到標準值。
造成壓力感測器的零點漂移的主要有以下幾個原因：
1.應變片膠層有氣泡或者有雜質
2.應變片本身性能不穩定
3.電路中有虛焊點
4.彈性體的應力釋放不完全；此外還和磁場，頻率，溫度等很多有關係。電漂或一些漂移都會存在，但我們可以通過一些方式縮小其範圍或修正。
零點熱漂移是影響壓力感測器性能的重要指標，受到廣泛重視。國際上認為零點熱漂移僅取決於力敏電阻的不等性及其溫度非線性，其實零點熱漂移還與力敏電阻的反向漏電有關。在這點上，多晶硅可以吸除襯底中的重金屬雜質，從而減小力敏電阻的反向漏電、改善零點熱漂移，提高感測器的性能。
縮小電漂移和修正電漂移還有哪些方式呢？零點電漂移除了影響壓力感測器的測量精度和降低靈敏度之外，還有哪些重要影響呢？
利用零點電漂移可以消除壓力感測器的熱零點漂移，所謂零點漂移，是指當放大器的輸入端短路時，在輸入端有不規律的、變化緩慢的電壓產生的現象。產生零點漂移的主要原因是溫度的變化對晶體管參數的影響以及電源電壓的波動等，在多數放大器中，前級的零點漂移影響最大，級數越多和放大倍數越大，則零點漂移越嚴重。
漂移的大小主要在於應變材料的選用，材料的結構或是組成決定其穩定性或是熱敏性。
材料選好后的加工製成也很重要，工藝不同，會生產出不同效果的應變值，關鍵也在於通過一些老化等調節后，電橋值的穩定或程規律的變化。
漂移的調節手段很多，大都根據廠家的條件或生產需求所決定，大多數廠家對零點漂移都控制得很好。溫度調節可通過內部溫度電阻和制熱零敏度電阻補償、老化等。
對於採用電路轉換的變壓器中，電路部份的漂移可用通過選用好的元器件和設計更合適的電路來補償。
應變材料要選靈敏係數高、溫度變化小的材料。
檢查施工現場出現的故障，絕大多數是由於壓力感測器使用和安裝方法不當引起的，歸納起來有幾個方面。
1、一次元件(孔板、遠傳測量接頭等)堵塞或安裝形式不對，取壓點不合理。
2、引壓管泄漏或堵塞，充液管里有殘存氣體或充氣管里有殘存液體，變送器過程法蘭中存有沉積物，形成測量死區。
3、變送器接線不正確，電源電壓過高或過低，指示表頭與儀錶接線端子連接處接觸不良。
4、沒有嚴格按照技術要求安裝，安裝方式和現場環境不符合技術要求。
首先，要避免變送器跟具有腐蝕性和溫度過高的介質接觸以避免損壞它；導壓管安裝的位置最好是在溫度波動較小的場合；在測量一些介質具有很高的溫度的時候，必須要接上冷凝器，這是因為要避免變送器在工作的時候溫度超過一定的限度；要保持好導管里的暢通無阻；在寒冷的冬天使用時，如果變送器安裝在室外的話，還得注意採取好防凍的措施，這是為了不讓引壓口裡的液體因為結冰的緣故導致它的體積膨脹起來，這樣容易損害感測器；使用者在接線的時候，要把電纜穿過防水的接頭又或者是繞性管然後將密封螺帽給擰緊，這是可以防止液體這些東西經過電纜滲漏到變送器的殼體裡面。現在來說一下在測量液體壓力和氣體壓力時的注意事項，大家要區分清楚。在測量液體壓力的時候，取壓口必須要開在流程管道的側面的地方，這是為了防止有渣滓沉澱的緣故，還有這個時候安裝變送器的地方應該防止有其他液體的衝擊，避免感測器因為受到的壓力過大而損壞。而在測量氣體壓力的時候，這個取壓口就必須開在流程管道的頂端位置，注意這是跟測量液體壓力的時候的差異，然後變送器必須要安裝在流程管道的上部，這是方便已經積累的液體可以容易地注入到流程管道中去。
在日常生活中使用和購買壓力感測器都需要都它有一定的了解，特別在使用的時候，如果沒有了解好注意事項的話，很容易導致機器發生故障或者損壞感測器現象的發生，又或者是導致測量精確度下降甚至數據有誤。
壓力感測器是工業實踐中最為常用的一種感測器。一般普通壓力感測器的輸出為模擬信號，模擬信號是指信息參數在給定範圍內表現為連續的信號。或在一段連續的時間間隔內，其代表信息的特徵量可以在任意瞬間呈現為任意數值的信號。而我們通常使用的壓力感測器主要是利用壓電效應製造而成的，這樣的感測器也稱為壓電感測器。
通常在選用的時候，需要具備以下幾點常識：
1、品牌誤區：很多時候大家都認為國產的產品是不好用，甚至是不能用。
2、精度誤區：大家在選擇產品的時候，總以為精度是最重要的；其實從某個角度來說：穩定性比產品的精度更重要，精度選擇應該是建立在高穩定性的基礎上的。
3、追求廉價：物美價廉這是每個人希望看到的；但事實上，高品質的產品就決定了它的價格會相對的高一些。
4、選擇合適的量程、合適的精度、合適安裝方式、合適的輸出方式。
在使用的時候也要對以下常識進行了解：
1、檢查安裝孔的尺寸、保持安裝孔的清潔；
2、正確安裝、選擇恰當的位置；
3、仔細清潔、保持乾燥；
4、避免高低溫干擾、高低頻干擾、靜電干擾；
5、防止壓力過載；
壓力感測器在我國的工業實踐中是最為常用的一種感測器，其廣泛應用於各種工業自控環境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建築、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業，因此對其進行一個全面的了解是非常有必要的。
基本信息
- 中文名
- 壓力感測器
- 外文名
- Pressure sensor
- 材質
- 316L
- 輸出信號
- 4-20ma、0-10V等
- 供電
- 24VDC