电气式压力测量

电气式压力计通常是将压力的变化转换为电阻、电感或电势等电量的变化,构成各种压力传感器。由于它输出的是电量,便于信号远传,尤其是便于与计算机连接组成数据自动采集系统,所以得到了广泛的应用,极大地推进了试验技术的发展。电气式压力计可以用来测量动态压力过程,这些压力绝大多数呈急速上升或急速下降状态。电气式压力计可以分为很多种。

1)应变式

应变片压力变送器输出的电势信号,可配用动圈式显示仪表或其他记录仪表显示被测压力。这种压力变送器具有较好的动态特性,适用于快速变化的压力测量。

2)压电式

作为压力检测用的压电材料主要有两类:一类是单晶体,如石英、酒石酸钾钠、铌酸锂等;另一类是多晶体,如压电陶瓷,包括钛酸钡、锆钛酸铅等。压电式压力传感器结构简单、紧凑,小巧轻便,工作可靠,具有线性度好、频率响应高、量程范围大等优点。由于在晶体边界上存在漏电现象,这类传感器不能用于稳态测量。

3)压阻式

压阻式压力传感器的主要优点是体积小,结构比较简单,其核心部分是一个单晶硅膜片,它既是压敏元件又是弹性元件。扩散电阻的灵敏系数是金属应变片的灵敏系数的50~100 倍。能直接反映出微小的压力变化,能测出十几帕斯卡的微压。它的动态响应也很好,虽然比压电晶体的动态特性要差一些,但仍可用来测量高达数千赫兹乃至更高的脉动压力,因此这是一种比较理想、目前发展和应用较迅速的一种压力传感器。

4)电容式

这种压力传感器没有机械传动与调整部件,结构简单、稳定可靠、测量精确度高,因此得到了较广泛的应用。

5)霍尔式

霍尔式压力传感器具有灵敏度高、结构简单、能远传和记录、结构简单、活动部件少,使用寿命长等优点。由于霍尔电势对温度变化比较敏感,在实际使用时需要采取温度补偿措施。

霍尔压力传感器结构图
1-弹簧片,2-磁钢,3-霍尔片


参考资料:
[1] 万金庆. 建筑环境测试技术[M]. 武汉: 华中科技大学出版社, 2009.8.
[2] 方修睦. 建筑环境测试技术(第二版)[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2008.

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