壓力傳感器如（rú）何（hé）選型？

1.用途

由於結構不（bú）同，壓力傳（chuán）感（gǎn）器可以分為測定絕對壓力、對大氣的相對（duì）壓力和差（chà）壓。測（cè）定絕對壓力時，傳感器內自身帶有真空（kōng）參考壓，所測壓力與大氣壓力無關（guān），是相對（duì）於真空的壓力。對大氣的相對壓力是（shì）以大氣（qì）壓力為（wéi）參考壓，因此傳感器彈性膜（mó）一側始終與大氣是連通的。由於大氣（qì）壓力與離地麵的高度、四季中大氣中水（shuǐ）汽含量的變化以及（jí）不同地點和組成大氣的各種氣體的含量的變化有關。此，所測得的相對壓力便與上述因素有關。此（cǐ）外，還可從傳感（gǎn）器彈（dàn）性膜兩側分別導人流體壓力（lì），這樣能（néng）測定流體不同（tóng）地點或流體間的差壓。針對不同（tóng）用途應選（xuǎn）用不同結構的壓力傳感（gǎn）器。

2.壓力量程範圍

壓力傳感器（qì）的壓力適用範圍是分（fèn）級的。這是因為（wéi）壓力傳感器的彈性膜承受流體壓力有一個限度（dù）。這就是通常所說的耐壓極（jí）限，超過此極限彈性膜便破裂了。一般來說，每一傳感器都有20-300%的過壓能力。因此，產品說明書上的壓力最大量（liàng）程為耐壓極限的30-80%.選用過高的壓力量程是不必要的。
壓力量程的選用應主要考慮三個方麵的因素：
即傳感器的最大過壓能力、精度與壓力量程的（de）關係和（hé）傳感器（qì）的價格（gé）與壓力量（liàng）程的關係。
對於傳感器的最大（dà）過壓能力，傳感器承受靜壓力與動壓力情況下是有很大（dà）區別的。後者往往會出現衝擊壓力，甚至衝擊波。衝擊壓力遠高於靜（jìng）壓力。如果（guǒ）選用的最大工作壓力量程是指靜壓力的話，傳感器在承受動壓力時，應選用較大的過壓能力（lì）。否則衝擊壓力很（hěn）容易達到極限耐（nài）壓，使壓（yā）力傳感器受到破（pò）壞。
對於（yú）精度與壓力量程的關係。壓力傳感器的熱零點漂移和熱靈敏度漂移係數及非線性誤（wù）差是影響傳感器精度的重要指標。對同一壓力傳感器來說，熱零點漂移係數（shù）隨工作壓力增加而減小，而（ér）熱（rè）靈敏度係數和非線性誤差隨（suí）工作壓力增加而增加。因此，工作壓力增加有利於減（jiǎn）小（xiǎo）熱零點漂（piāo）移，而不利於熱靈敏度漂移和非線性（xìng）誤差。熱零點漂移（yí）比較（jiào）大時，提高工作壓力量程有（yǒu）利於提高壓力傳感（gǎn）器的精度。熱零點漂移（yí）比較小（xiǎo）時，減（jiǎn）小（xiǎo）工作壓力（lì）量程（chéng）有利於提高精度。對不同壓力量程的傳感器來（lái）說，靈敏（mǐn）度是（shì）不同（tóng）的。低壓力量程傳感器的靈敏度高分辨率自然也高。
對於傳感器的價格與壓力量程的關係（xì），一般來說，013-1MPa的壓力傳感（gǎn）器的價格較便宜，011MPa以下或1MPa以上的壓力傳感器（qì）價格（gé）比較貴。測（cè）定2-3kPa壓（yā）力時可選購10-50kPa的壓力傳感器。特別是使用者自己設計和選用補償電路時，能使精度進一步提高。這（zhè）樣可以使成本大幅度降低。一般而言，質（zhì）量好（hǎo）的壓力傳感器，滿量（liàng）程輸出都可以達到100mV/10V.如（rú）果隻用一半的壓力量程，則對應的輸出便隻有50mV/10V.因此最大工作量程應盡可能接近產品說明書上（shàng）所標明的該壓力傳感器的量程級。

3.精度（dù）

壓力傳感器可用作壓力計（jì）量元件或作敏感元件進而進行自動控製。特別對前一用途，對它（tā）提出比較高的（de）精度要求。由於用半導體芯片製成的壓力傳感（gǎn）器的（de）精度受溫度的影響，因此應注意傳感器的（de）使用（yòng）溫度範圍（wéi）。
靜態精度是指某一特定溫度（室溫25℃）下應達到的精度。可（kě）以分為四檔：0101-011%FS為超高精度：011-1%FS為（wéi）高精度：1-2%FS為普通精度；2-10%FS為低精度。
全溫度（dù）範（fàn）圍精度是指（zhǐ）壓力傳感器在整個使用溫度範圍內都應達到的精度。最高精度可達0.01%FS.
對使用者來說，往往希望壓力（lì）傳感器（qì）的精（jīng）度越高越好。但是壓力傳感器達到高（gāo）精度時，必然在製作過程中（zhōng）增（zēng）添了許多附加工藝以及校淮過程和（hé）補（bǔ）償技術，相應成本提（tí）高了，當然其售價也隨之大幅度增加。因此應根據壓力傳感器實際（jì）應用場合和要求，提出合理的精度要求及相應的溫度範圍。

4.電學要求

一般（bān）普通壓力傳感（gǎn）器的輸出為模擬信號，近距離滿量程輸（shū）出電壓可達100-150mV，輸出電流為0-0101mA.遠距離輸出信（xìn）號電壓便會衰減，應采用電流信號輸出（chū）。經壓力變送器將電流放大後可以輸出20mA以下的（de）電流信號。這（zhè）樣，價（jià）格就成倍增加。
另外（wài），隻有經過A/D和V/F變換後才能得到數字信（xìn）號和頻率信號（hào）。
恒流源和（hé）恒壓源都是通常傳感器采用的兩種激（jī）勵源（yuán）。兩（liǎng）種激勵方法是有區別的，其（qí）作用不同（tóng）。
恒流源激勵有利於熱靈敏度漂移的補償作用。
因為橋臂電阻器的溫度係數（shù）為正，而靈（líng）敏度溫度係數為負。恒流源激勵（lì）時的輸出信號電壓的溫度係數是兩者的代數和（hé）。而恒壓激勵不能直接提供靈敏度溫（wēn）度補（bǔ）償效果。但用恒壓源激勵時可在（zài）橋外串（chuàn）接（jiē）熱敏電阻或二極管以補償熱靈敏度漂移。用恒流源激勵時，這種靈敏度補償方法便不起作用。可見，恒壓源激（jī）勵和恒流源激勵相互之間不能隨意（yì）互換。
一般精度測量時用恒流源激（jī）勵。恒壓（yā）源激（jī）勵時，測（cè）量的精度取決於恒壓源穩壓器件的精（jīng）度。
另外，又可將壓力傳感器的激（jī）勵電源分為正比激勵和固定激勵。前者是將壓力傳器電橋直接接到電源上，當電源（yuán）改變時，壓力傳感器的（de）靈（líng）敏度和零點都隨之發生變化。後者內部有（yǒu）一個參（cān）照電壓，壓力傳（chuán）感器電橋由參照電壓供電激勵（lì）。參考電壓是恒（héng）定的，與電（diàn）源電壓無關。隻要電源電壓在一指定電壓範圍內變化，參照電壓不變。因而傳感器的輸出（chū）不變，不（bú）受電源電壓的影響（xiǎng）。
壓力傳感器可以用電池供電，但（dàn）更普遍的是采用直流穩壓電源技術。電池供電時噪聲小，但隨電池使用，供電電壓逐漸降低，特別是當（dāng）傳感器用正比激勵時，靈敏度便逐漸減（jiǎn）小。這就會造成讀數不準。因（yīn）此要采用補償（cháng）辦法（例如壓力傳（chuán）感器和A/D變換器共用一個電池供（gòng）電），或者使用低功耗、小電流（liú）的壓（yā）力傳感器，長壽命電池，或者測量壓力時（shí）接上電源，測量（liàng）完畢後，將電池關（guān）閉節省電（diàn）能。換上新電池後（hòu），壓力傳感器（qì）需要重新校準標定。這是因（yīn）為不同牌號的（de）電池（chí）其電動勢、內阻都存在（zài）一定的差異。壓力傳感（gǎn）器（qì）的電橋（qiáo）激（jī）勵電壓的變化會造成靈（líng）敏（mǐn）度的改變。
5.作業方式

作業方式也是需要考慮的重要問題。例如傳感器用於氣體壓力的測量與（yǔ）液（yè）體壓力的測量時情況便不同（tóng）。氣（qì）體（tǐ）是可壓縮流體，增奪時會貯存一定的壓（yā）縮能，減壓時又以動能釋（shì）放出來，給傳感器彈性膜施加衝擊波。要求（qiú）壓（yā）力傳感器有較大的過載能力。液體是不可壓（yā）縮流體，在壓力傳感（gǎn）器安裝時，擰緊螺拴又無可壓縮（suō）空間則可使液體壓力升（shēng）高超過彈性膜的（de）耐壓極限，導（dǎo）致彈性膜破裂。由於這種（zhǒng）情況屢屢發生，也要求壓力傳感（gǎn）器有較大的過壓能力。
壓力傳（chuán）感器的工作環境惡劣時，例如有大的振動、衝擊（jī），大的（de）電磁幹擾，對傳感器提出更為嚴格的要求。不僅過壓能（néng）力強，而且要求機（jī）械密封可靠，防鬆動（dòng），傳感器安裝正確。傳感器（qì）自身的引線、引腳以及外（wài）導線都應（yīng）加以電磁屏蔽，並將屏蔽良好接地。
此外，應考（kǎo）慮壓力傳（chuán）感器與所測流體介質的相容性問題。例如傳感器的彈性膜結構應與腐蝕性介（jiè）質相隔開，此時采有不鏽鋼（gāng）波紋套傳感器，傳感器內用矽（guī）油作傳壓介質。傳感器檢測易燃、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，並增加壓力傳感器外套的耐壓能力。
6.對溫度的要求

用半導體芯片製備（bèi）的壓力傳感器的特點是受溫度的影響大，不（bú）僅存在熱零點漂移還存在熱靈敏度漂移（yí）。溫度明（míng）顯影（yǐng）響壓力傳（chuán）感器的精度。為了消除溫度的影（yǐng）響，就（jiù）需應用各種溫度補償技術（shù）。溫度範圍越寬，補償技術難度越大，且校準工作量越大，所能（néng）保證（zhèng）的全溫度範圍的精度便越低。為此應根據壓力傳感器所應用的（de）實際（jì）溫度範圍和精度要求提出合理的要求。
一般將壓力（lì）傳感器（qì）的使用溫度範圍分（fèn）為四類：
普通商業級，範圍為-10-60℃；工業級，範圍為-25-80℃；軍事級，範圍為-55-125℃；特殊級，範圍為-60-350℃。
壓力傳感器（qì）在室內應用時，可選擇商業級；有室外應用時可選擇工業級。也可以采取措施使傳感器與環境熱隔離或進行加（jiā）熱或冷卻，選擇普通商業級用在-10℃以下（xià）或60℃以上的環境中。選擇什麽溫度範圍還（hái）應考慮傳感器的電子學溫度特性和機械溫度特性。
7.對壓（yā）力密封的要求

通常用的壓力密封是橡膠（jiāo）墊（或稱O型環）、環氧樹脂、聚四（sì）氟乙烯墊（diàn）、錐孔配（pèi）合、管（guǎn）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（wēn）度範圍。