压力传感器(PressureTransducer)是能感受压力信号,并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。按不同的测试压力类型,压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器,其大范围的应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。
将压力转换为电信号输出的传感器。通常把压力测量仪表中的电测式仪表称为压力传感器。压力传感器一般由弹性敏感元件和位移敏感元件(或应变计)组成。弹性敏感元件的作用是使被测压力作用于某个面积上并转换为位移或应变,然后由位移敏感元件或应变计转换为与压力成一定关系的电信号。有时把这两种元件的功能集于一体。力学传感器的种类非常之多,但常用的压力传感器有电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器,光纤压力传感器等。压力传感器按压力种类分类;应用最为广泛的是压阻式压力传感器,它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。
在基础科学研究中,传感器具有突出的地位。例如,在开拓新能源新材料等具有远望作用的各种尖端技术探讨研究,如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场和超弱磁场答。显然,要获取大量人类感官无法获取的信息,没有相应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍,首先就在于对研究对象的信息获驭存在困难,而些新机理和尚灵敏度的检验测试仪器的出现,往往会导致该领域内的突破。一些传感器的发展,往往是一些边缘学科抒发的先驱。
工业领域应用的传感器,如工艺控制、工业机械以及传统的;各种测量工艺变量(如温度、液位、压力、流量等)的;测量电子特性(电流、电压等)和物理量(运动、速度、负载以及强度)的,以及传统的接近/定位传感器发展迅速。这些传感器在工业生产里用来监视和控制生产的全部过程中的各个参数,促设备工作在正常状态或是最佳状态,并使产品达到最好的质量。因此能说,没有众多的优良的传感器,现代生产也就失去了基础。
随着医疗设施市场的发展,对压力传感器在医疗行业中使用提出了更高的要求,如精度、可靠性、稳定性、体积等都需要加以改进。压力传感器在微创导管消融术和体温传感器测量中有着较好的应用。
微创手术不但可以减少手术部位的创伤,而且非常大程度上减轻患者的疼痛,恢复过程也很快。能达到这样的要求,除了医生的手术操作经验之:外,还与各种医疗监测设备。现在很多用于此操作的医疗器械都是微小的,像各种各样的导管和消融设备。导管包括热稀释导管、尿道管、食管导管和中心静脉导管和颅内能承受压力的容器等,它们除具有导电功能,导管在温度或压力传感器,患者的病理检查和微创手术的顺利进行提供了重要保障,温度和压力参数是成功操作的关键参数。
传感器能够放置在靠近患者的位置对于许多应用来说最重要,比如在透析应用中,准确地测量透析液和静脉压力就很重要。压力传感器一定要能精确地监测透析液和血液的压力以确保其维持在所设定的范围内。
此类型应用需求传感器必须外形小巧且能够耐受液体介质。在许多情况下,与液体介质不兼容的传感器需要额外安装部件来保护它,增加了产品的体积、费用和复杂性。液体介质耐受力在监测病人呼吸时显得很重要,因为此处的传感器一定要能承受病人的咳嗽和呼出的潮湿空气。
压力传感器是石化行业自动控制中使用最多的测量装置之一。在大型的化工项目中,几乎包含了所有压力传感器的应用:差压、绝压、表压、高压、微差压、高温、低温,以及各种材质及特殊加工的远传法兰式压力传感器。几乎石化行业对压力传感器的需求大多分布在在可靠性、稳定性和高精度3个方面。其中,可靠性和许多附加需求,如,量程比、总线类型等,依赖变送器的结构设计、机械加工工艺水平和结构材料。压力变送器的稳定性和高精度则主要由压力传感器的稳定性和测量精度保证。
与压力变送器的测量精度相对应的是压力传感器的测量精度和响应速度,与压力变送器的稳定性相对应的是压力传感器的温度特性和静压特性及长期稳定性。石化行业对压力传感器的需求就体现在测量精度、快速响应、温度特性和静压特性、长期稳定性4个方面。
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