压阻式压力传感器的工作原理:当传感器处于压力介质中时,介质压力作用在波纹膜片上,其中硅油受压,硅油感应膜片对半导体芯的压力。被压缩后,其电阻值发生变化,电阻信号通过导线引出。不锈钢波纹膜片外壳可以感知压力,保护芯子,因此压阻式压力传感器可以感知腐蚀性介质中的压力信号。
压阻式压力传感器通常通过导线连接到惠斯通电桥。平时敏感芯上没有施加压力,电桥处于平衡状态(称为零位)。当传感器受压后芯片电阻发生变化时,电桥就会失去平衡。如果给电桥加一个恒流或恒压电源,电桥就会输出一个与压力相对应的电压信号,使传感器的电阻变化通过电桥转换成压力信号并输出。在大多数压力传感器中,四个电阻值相等的电阻条是通过制造集成电路形成的,它们被连接并雕刻成惠斯通电桥。惠斯通电桥采用恒流电源,使电桥输出不受温度影响。惠斯通电桥检测电阻值的变化,经过差分放大器和输出放大器放大,再通过电压电流转换转换成相应的电流信号。电流信号由非线性校正回路补偿,产生4 ~ 20 mA的标准输出信号,线性对应输入电压。
为了减少温度变化对铁芯电阻值的影响,提高测量精度,压力传感器采用温度补偿措施,使其零点漂移、灵敏度、线性度和稳定性等技术指标保持在较高水平。
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