Classificação e introdução de sensores de pressão comuns

Pressão comum sensor Os sensores piezoelétricos são divididos em 5 tipos. Os princípios e aplicações desses cinco tipos são descritos abaixo: 1. Sensor de pressão piezoelétrico: Princípio: baseia-se principalmente no princípio do efeito piezoelétrico. Os materiais piezoelétricos são os principais materiais utilizados em sensores piezoelétricos. indicador de nível Os materiais piezoelétricos incluem quartzo, tartarato de sódio e potássio e di-hidrogenofosfato de amônio. Dentre eles, o quartzo/dióxido de silício é um cristal natural, e o efeito piezoelétrico é encontrado nesse cristal. Dentro de uma determinada faixa de temperatura, as propriedades piezoelétricas sempre existem, mas após a temperatura ultrapassar essa faixa, as propriedades piezoelétricas desaparecem completamente. A alta temperatura é o chamado "ponto de Curie". Como o campo elétrico varia pouco com a mudança de tensão, ou seja, o coeficiente piezoelétrico é baixo, o quartzo está sendo gradualmente substituído por outros cristais piezoelétricos. O efeito piezoelétrico é aplicado a policristais, como cerâmicas piezoelétricas, incluindo cerâmicas piezoelétricas de titanato de bário, PZT, cerâmicas piezoelétricas de niobato, cerâmicas piezoelétricas de niobato de chumbo e magnésio, e similares. Aplicação: Sensores piezoelétricos são usados ​​principalmente na medição de aceleração, pressão e força. O acelerômetro piezoelétrico é um acelerômetro comumente usado. Ele tem as vantagens de estrutura simples, tamanho pequeno, peso leve e longa vida útil. Acelerômetros piezoelétricos têm sido amplamente utilizados na medição de vibrações e choques em aeronaves, automóveis, navios, pontes e edifícios, especialmente nas áreas de aviação e aeroespacial. Sensores piezoelétricos também podem ser usados ​​para medir a pressão de combustão e o vácuo dentro do motor. Eles também são utilizados na indústria militar, por exemplo, para medir a variação da pressão na câmara e a pressão da onda de choque na boca do cano no momento do disparo de um projétil. Podem ser usados ​​para medir pressões de grande e pequena intensidade. Sensores piezoelétricos também são amplamente utilizados em medições biomédicas. Por exemplo, microfones de cateter ventricular são feitos com sensores piezoelétricos. Como a medição de pressão dinâmica é muito comum, os sensores piezoelétricos são amplamente utilizados. Sensores piezoelétricos não podem ser usados ​​para medições estáticas, pois a carga após uma força externa só é preservada quando o circuito possui impedância de entrada infinita. Isso não ocorre na realidade, portanto, o sensor piezoelétrico só pode medir tensões dinâmicas. 2. Princípio do sensor de pressão piezoresistivo: Devido à ampla utilização de sensores de pressão piezoresistivos, o princípio de funcionamento do extensômetro de resistência metálica baseia-se no fenômeno da variação da resistência quando o material base é submetido a deformação mecânica, conhecido como efeito de resistência-deformação. Um extensômetro de resistência é um dispositivo sensível que converte a variação de deformação no objeto medido em um sinal elétrico. É um dos principais componentes dos sensores de deformação piezoresistivos. Os extensômetros de resistência mais utilizados são os de metal e os semicondutores. Existem dois tipos de extensômetros de resistência metálica: os filamentosos e os de folha metálica. Normalmente, o extensômetro é firmemente colado à matriz que gera a deformação mecânica por meio de um adesivo especial. Quando a tensão na matriz varia, o extensômetro de resistência também se deforma, alterando seu valor de resistência e, consequentemente, a tensão aplicada. A variação de resistência desse tipo de extensômetro costuma ser pequena quando submetido a tensão. Geralmente, esse tipo de extensômetro consiste em uma ponte de tensão, que é amplificada por um amplificador de instrumentação subsequente e, em seguida, transmitida para o circuito de processamento (geralmente conversão A/D e CPU) para exibição ou atuação. Estrutura interna do extensômetro de resistência metálica: o extensômetro de resistência é composto por material base, fio ou folha metálica de tensão, folha de proteção isolante e fio condutor. De acordo com diferentes aplicações, o valor da resistência do extensômetro pode ser projetado pelo projetista, mas a faixa de valores de resistência deve ser observada: se o valor da resistência for muito baixo, a corrente de acionamento necessária será muito alta e o aquecimento do extensômetro fará com que sua temperatura interna fique muito elevada; se usado em diferentes ambientes, a resistência do extensômetro variará muito, a deriva do zero de saída será óbvia e o circuito de ajuste de zero será muito complexo. Se a resistência for muito alta, a impedância será muito alta e a capacidade de resistir a interferências eletromagnéticas externas será baixa. Geralmente, a faixa de valores de resistência é de dezenas de ohms a dezenas de milhares de ohms. 3. Sensor de pressão cerâmico: Princípio: A pressão atua diretamente na superfície frontal do diafragma cerâmico, causando uma leve deformação. Um resistor de película espessa é impresso na parte posterior do diafragma cerâmico e conectado para formar uma ponte de Wheatstone (ponte fechada). Devido ao efeito piezoresistivo do varistor, a ponte gera um sinal de tensão altamente linear, proporcional à pressão e também à tensão de excitação. O sinal padrão é calibrado para 2,0/3,0/3,3 mV/V de acordo com as diferentes faixas de pressão, etc., podendo ser compatível com sensores de extensômetros. Através da calibração a laser, o sensor apresenta alta estabilidade térmica e temporal. O sensor possui compensação de temperatura própria de 0 a 70 °C e pode estar em contato direto com a maioria dos meios. Aplicação: A cerâmica é um material reconhecido por sua alta elasticidade, resistência à corrosão, resistência ao desgaste, resistência a choques e vibrações. As características de estabilidade térmica da cerâmica e sua resistência de película espessa permitem que ela opere em uma faixa de temperatura de até -40~135℃, apresentando alta precisão e estabilidade de medição. O grau de isolamento elétrico é de 2kV, o sinal de saída é forte e a estabilidade a longo prazo é boa. Sensores cerâmicos com altas características e baixo custo serão a direção de desenvolvimento dos sensores de pressão. Na Europa e nos Estados Unidos, observa-se uma tendência de substituição completa de outros tipos de sensores. Na China, um número crescente de usuários utiliza sensores cerâmicos para substituir sensores de pressão de silício difuso. 4. Princípio do sensor de pressão de silício difuso: a pressão do meio medido atua diretamente sobre o diafragma do sensor (aço inoxidável ou cerâmica).

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