壓力傳感器是用於測量液體與氣體的壓強的傳感器。與其他傳感器類似,壓力傳感器工作時將壓力轉換為電信號輸出。
二、 壓力傳感器分類
壓力傳感器在使用的技術、設計、性能表現、工作適應條件與價格上有很大的差異。初略估計,全世界有 60 種以上技術的壓力傳感器和至少 300 家企業生產壓力傳感器。
壓力傳感器可以通過它們所能測量的壓強範圍,工作溫度以及壓強類型而進行分類;其中最重要的是壓強類型。若依壓強類型分類的方式中,壓力傳感器可以分為以下五類:
①、絕對壓力傳感器
②、表壓力傳感器
③、真空壓力傳感器
④、壓差計
⑤、密封壓力傳感器
若根據結構與原理的不同,可分為:應變式、壓阻式、電容式、壓電式、振頻式壓力傳感器等。此外還有光電式、光纖式、超聲式壓力傳感器等。
1、應變式壓力傳感器
2、壓阻式壓力傳感器
3、電容式壓力傳感器
4、壓電式壓力傳感器
5、電感壓力傳感器
6、霍爾壓力傳感器
7、電渦流壓力傳感器
8、振弦式壓力傳感器
2.1 壓力傳感器參數:
- 量程Capacity
- 靈敏度Rated output
- 非線性Non-linearity
- 重複性Repeat ability
- 蠕變Creep
- 滯後Hysteresis
- 零點輸出zero balance
- 輸入阻抗Input resistance
- 輸出阻抗Output resistance
- 絕緣阻抗Insulation impedance
- 工作溫度範圍Operation Temp range
- 溫度補償範圍Compensated temp range
- 零點溫度漂移Temperature effect on zero
- 靈敏度溫度漂移Temperature effect on out
- 安全超載Safe Load Limit
- 極限超載 Ultimate overload
- 激勵電壓Excitation recommend
2.2 壓力傳感器內部結構
2.3 傳感器芯體分類
2.4 傳感器芯體參數
2.5傳感器芯體原理
壓阻式芯體
壓容式芯體
三、 壓力傳感器的應用
採用壓力傳感器可以直接將被測壓力變換成各種形式的電信號,便於滿足自動化系統集中檢測與控制的要求,因而在工業生產中得到廣泛應用。
壓力傳感器在很多監測與控制應用中得到大量的使用。除了直接的壓力測量,壓力傳感器同時也可用於間接測量其他量,如液體/氣體的流量,速度,水面高度或者海拔高度。
同時,也有一類的壓力傳感器設計用於動態測量高速變化的壓強。示例的應用有引擎氣缸的燃燒壓力或者渦輪發動機中氣體的壓強監測。這樣的傳感器一般以壓電材料製造,例如石英。
一些壓力傳感器,例如應用於交通執行照相機中的,則以二進制方式運行,也就是,當壓力達到某數值,則傳感器控制接通或斷開電路,這類型的壓力傳感器也被稱作壓力開關。
主要應用如下:
1、應用於液壓系統
2、應用於安全控制系統
3、應用於注塑模具
4、應用於監測礦山壓力
5、應用於壓縮機,空調冷設備
四、 NSA9260X/NSA2860介紹
4.1、NSA9260X: 橋式汽車壓力傳感器調理晶片
NSA9260X 是一顆 EMC 增強的滿足 AEC-Q100 標準的高集成度的用於橋式汽車壓力傳感器信號調理專用晶片。NSA9260X 通過高精度增益可變儀表放大器和一個 24 位 ADC 構成了主信號測量通道,一個 24 位 ADC 構成輔助溫度測量通道,通過內置的 MCU,NSA9260X 支持對傳感器的零點,靈敏度的二階溫度漂移校準以及最高三階的非線性校準,校準精度可以達到 0.1% 以內,其校準係數存儲於一組可多次編程的 EEPROM 中。NSA9260X 支持過壓及反壓保護功能,支持 JFET 高壓供電或者直接高壓供電,支持模擬電壓輸出, PWM 輸出多種輸出模式,並支持對傳感器的診斷功能。
4.2、NSA2860: 通用傳感器調理變送晶片
NSA2860 是一顆高集成度的用於阻式或者電壓型傳感器例如阻式壓力傳感器,熱電偶,RTD 等傳感器信號調理和變送輸出的專用晶片。NSA2860 集成了外部 JFET 控制器,24 位主信號測量通道和24 位輔助溫度測量通道,傳感器校準邏輯,雙路恆流源等電路,並可以支持數字接口輸出,模擬電壓輸出,4~20mA 變送輸出,PWM/PDM 輸出等各種輸出模式。高集成度和巧妙的接口方案,使得 NSA2860 僅需最少的外部器件,即可實現壓力或溫度變送模塊的校準和變送。通過內置的 MCU , NSA2860 支持對傳感器的零點,靈敏度的二階溫度漂移校準以及最高三階的非線性校準,校準精度可以達到 0.1% 以內,其校準係數存儲於一組 EEPROM 中。
⚫ 模擬功能
五、Reference:
[1] https://zhuanlan.zhihu.com/p/134586354
[2] NSA9260X Datasheet Rev1.2CN
[3] NSA2860 Datasheet Rev2.0_CN
[4] 納芯微壓力ASIC及MEMS壓力傳感器應用培訓
https://zhuanlan.zhihu.com/p/143618392
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作者:Naib Zhou / 周甜甜
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