压力传感器的应用与选型

压力传感器把压力转换成电信号，是过程控制里用量很大的仪表。市面上常见的几类产品，差别主要在敏感芯体；选型时的判断顺序，也与芯体特性直接相关。把这两件事分开看，选型思路会清楚很多。

压阻式压力传感器的工作机理

压阻式传感器的工作原理是：压敏电阻受压后阻值发生变化，经放大器放大并采用标准压力标定，即可进行压力检测。它的性能主要取决于三个环节——压敏元件（压敏电阻）、放大电路，以及生产中的标定和老化工艺。同一套原理，因为封装方式不同，就分出了应变片式与陶瓷压阻式两条路线。

三类敏感芯体对比

抗腐蚀的陶瓷压力传感器内部没有液体传递环节，压力直接作用在陶瓷膜片前表面使其产生微小形变；厚膜电阻印刷在膜片背面，连接成惠斯通电桥。压阻效应使电桥输出一个与压力成正比、与激励电压也成正比的电压信号，因此可以与应变式传感器的信号处理电路相兼容。

压电式传感器适合哪些特殊应用

压电压力传感器主要用于压力与力的测量，在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动与冲击测量中应用广泛，在航空和宇航领域更有其特殊地位。它也可以用来测量发动机内部燃烧压力与真空度，既能测量较大的压力，也能测量微小的压力。

在生物医学测量中它同样常见，例如心室导管式微音器就由压电压力传感器制成。由于动态压力的测量需求非常普遍，这类传感器的应用面很宽。

选型的五个步骤

步骤一，熟悉测量压力类型。先确定系统中要确认测量压力的最大值。一般需要选择量程比最大值还大 1.5 倍左右的变送器。水压测量和加工处理中常有峰值与不规则的上下波动，这种瞬间峰值能破坏压力传感器；持续的高压力或略微超出标定最大值，会缩短传感器寿命。所以选型时要充分考虑压力范围、精度与稳定性这三项。

步骤二，确定温度范围。压力传感器通常标定两个温度范围：正常操作温度范围与温度可补偿范围。前者指传感器在工作状态下不被破坏的温度范围；超出温度补偿范围时，可能达不到应用的性能指标。温度补偿范围是比操作温度范围更窄的典型范围。

步骤三，弄清楚输出信号。压力传感器有 mV、V、mA 以及频率输出和数字输出等多种类型。选哪种取决于多个因素，包括传感器与系统控制器或显示器之间的距离，以及是否存在电气噪声或其他干扰信号。对于传感器与控制器间距较短的 OEM 设备，采用 mA 输出是比较经济有效的解决办法；需要放大输出信号时，宜采用带内置放大的变送器；远距离传输或存在较强电子干扰信号的场合，宜采用 mA 级输出或频率输出。

步骤四，核对介质兼容性。接触材质要与被测介质相容，腐蚀性介质需要选专用膜片材质或加装隔离装置。

步骤五，确认接口与供电。接口形式、供电电压与输出制式要与现场既有系统一致，避免为一只仪表改动整套控制柜。

选型检查清单

• 量程：确认最大工作压力与可能出现的峰值压力，量程留 1.5 倍余量。
• 温度：确认介质温度与现场环境温度，两者都在补偿范围内。
• 介质：确认腐蚀性、黏稠度与是否易结晶，据此定膜片材质。
• 输出：按传输距离与干扰强度在 mV、V、mA、数字量之间取舍。
• 过载：系统最大过载应低于传感器的过载保护极限。
• 安装：接口尺寸、安装方位与取压口位置要与管路匹配。

压力传感器的选型，本质是把量程、温度、介质和输出这四项现场条件核实清楚。易测电气代理多个品牌的压力传感器与压力变送器，可按工况协助核对型号。