压力传感器形成效应

传感器是把被测量按一定规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件与转换元件组成。压力传感器是其中应用面很广的一类，几乎所有行业都能见到它的身影。围绕与「效应」直接相关的两个问题展开：压电效应与极化效应是怎么形成压力信号的，以及进气压力传感器的输出特性为什么会让检修人员「吃不准」。

压电效应与极化效应

通常使用的压力传感器多利用压电效应制造，也称压电传感器。晶体是各向异性的，非晶体是各向同性的。某些晶体介质沿一定方向受到机械力作用发生变形时，内部会产生极化现象；机械力撤掉之后又回到不带电的状态。所谓极化效应，就是指某些晶体在受到机械外力时内部出现带电的效应。压电式压力传感器正是根据这一效应研制出来的。

需要留意的是，压电式只适合测量动态压力。机械外力产生的电荷要被保存下来才能形成可读输出，这要求测量回路具备很高的输入阻抗；实际电路中电荷会逐渐泄漏，静态压力下信号难以维持。

进气压力传感器测的是什么

电喷发动机中，采用进气压力传感器来检测进气量的系统称为 D 型喷射系统（速度密度型）。进气压力传感器检测进气量不像进气流量传感器那样直接检测，而是间接推算，同时受诸多因素影响，因此在检测与维修中有许多与流量传感器不同的地方，产生的故障也有它的特殊性。

发动机工作时，随着节气门开度的变化，进气歧管内的真空度、绝对压力以及输出信号特性曲线都在变化。它们之间的关系不容易直观理解，导致有些检修人员在工作中有「吃不准」的感觉。D 型喷射系统中检测的是节气门后方进气歧管内的绝对压力。

真空度与绝对压力的关系

节气门后方既反映真空度又反映绝对压力，因此有人认为两者是一个概念，这种理解是片面的。在大气压力不变的条件下（标准大气压力为 101.3kPa）：歧管内真空度越高，绝对压力越低；真空度等于大气压力减去歧管内绝对压力的差值。反之，歧管内绝对压力越高，说明真空度越低；绝对压力等于大气压力减去真空度。也就是大气压力等于真空度与绝对压力之和。

输出特性是正还是负

理解了大气压力、真空度与绝对压力的关系，进气压力传感器的输出特性就清楚了：节气门开度越小，进气歧管真空度越大，绝对压力越小，输出信号电压也越小；节气门开度越大，真空度越小，绝对压力越大，输出信号电压也越大。因此输出信号电压与歧管内真空度成反比（负特性），与歧管内绝对压力成正比（正特性）。

关系与特性速查

压力传感器的应用范围

压力传感器在工业自控环境中应用广泛，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业；医疗领域还有专用的医用压力传感器。选型时把压力类型、量程与温度范围三项先确认下来，再核对输出信号与过程连接。

把「效应」这条线索理清，就能理解为什么同一类压力传感器在动态测量与静态测量、在进气压力检测与工业过程检测中的表现差异这么大。易测电气代理多个品牌的压力变送器与传感器，可结合具体工况协助选型。

常见问题

压电效应和极化效应是什么？

某些晶体介质沿一定方向受到机械力作用发生变形时，内部会产生极化现象；机械力撤掉之后又回到不带电的状态。所谓极化效应，就是指某些晶体在受到机械外力时内部出现带电的效应，压电式压力传感器正是根据这一效应研制出来的。

压电式压力传感器为什么只能测动态压力？

机械外力产生的电荷要被保存下来才能形成可读输出，这要求测量回路具备很高的输入阻抗；实际电路中电荷会逐渐泄漏，静态压力下信号难以维持。所以压电式适合测量脉动压力与冲击压力，不适合长时间稳定压力测量。

进气压力传感器测的是什么？

电喷发动机中采用进气压力传感器来检测进气量的系统称为 D 型喷射系统（速度密度型），检测的是节气门后方进气歧管内的绝对压力。它不像进气流量传感器那样直接检测，而是间接推算，同时受诸多因素影响。

真空度和绝对压力是什么关系？

在大气压力不变的条件下（标准大气压力为 101.3kPa）：歧管内真空度越高，绝对压力越低，真空度等于大气压力减去歧管内绝对压力的差值。大气压力等于真空度与绝对压力之和。

进气压力传感器输出特性是正还是负？

输出信号电压与歧管内真空度成反比（负特性），与歧管内绝对压力成正比（正特性）。节气门开度越小，进气歧管真空度越大，绝对压力越小，输出信号电压也越小。

选型、安装调试、输出通信、故障排查、防爆认证这几类现场问题，站里另有一页 位移传感器常见问题解答，按主题分开整理，遇到拿不准的可以对着翻。