压力传感器是用于测量液体与气体的压强的传感器。与其他传感器类似,压力传感器工作时将压力转换为电信号输出。
二、 压力传感器分类
压力传感器在使用的技术、设计、性能表现、工作适应条件与价格上有很大的差异。初略估计,全世界有 60 种以上技术的压力传感器和至少 300 家企业生产压力传感器。
压力传感器可以通过它们所能测量的压强范围,工作温度以及压强类型而进行分类;其中最重要的是压强类型。若依压强类型分类的方式中,压力传感器可以分为以下五类:
①、绝对压力传感器
②、表压力传感器
③、真空压力传感器
④、压差计
⑤、密封压力传感器
若根据结构与原理的不同,可分为:应变式、压阻式、电容式、压电式、振频式压力传感器等。此外还有光电式、光纤式、超声式压力传感器等。
1、应变式压力传感器
2、压阻式压力传感器
3、电容式压力传感器
4、压电式压力传感器
5、电感压力传感器
6、霍尔压力传感器
7、电涡流压力传感器
8、振弦式压力传感器
2.1 压力传感器参数:
- 量程Capacity
- 灵敏度Rated output
- 非线性Non-linearity
- 重复性Repeat ability
- 蠕变Creep
- 滞后Hysteresis
- 零点输出zero balance
- 输入阻抗Input resistance
- 输出阻抗Output resistance
- 绝缘阻抗Insulation impedance
- 工作温度范围Operation Temp range
- 温度补偿范围Compensated temp range
- 零点温度漂移Temperature effect on zero
- 灵敏度温度漂移Temperature effect on out
- 安全超载Safe Load Limit
- 极限超载 Ultimate overload
- 激励电压Excitation recommend
2.2 压力传感器内部结构
2.3 传感器芯体分类
2.4 传感器芯体参数
2.5传感器芯体原理
压阻式芯体
压容式芯体
三、 压力传感器的应用
采用压力传感器可以直接将被测压力变换成各种形式的电信号,便于满足自动化系统集中检测与控制的要求,因而在工业生产中得到广泛应用。
压力传感器在很多监测与控制应用中得到大量的使用。除了直接的压力测量,压力传感器同时也可用于间接测量其他量,如液体/气体的流量,速度,水面高度或者海拔高度。
同时,也有一类的压力传感器设计用于动态测量高速变化的压强。示例的应用有引擎气缸的燃烧压力或者涡轮发动机中气体的压强监测。这样的传感器一般以压电材料制造,例如石英。
一些压力传感器,例如应用于交通执行照相机中的,则以二进制方式运行,也就是,当压力达到某数值,则传感器控制接通或断开电路,这类型的压力传感器也被称作压力开关。
主要应用如下:
1、应用于液压系统
2、应用于安全控制系统
3、应用于注塑模具
4、应用于监测矿山压力
5、应用于压缩机,空调冷设备
四、 NSA9260X/NSA2860介绍
4.1、NSA9260X: 桥式汽车压力传感器调理芯片
NSA9260X 是一颗 EMC 增强的满足 AEC-Q100 标准的高集成度的用于桥式汽车压力传感器信号调理专用芯片。NSA9260X 通过高精度增益可变仪表放大器和一个 24 位 ADC 构成了主信号测量通道,一个 24 位 ADC 构成辅助温度测量通道,通过内置的 MCU,NSA9260X 支持对传感器的零点,灵敏度的二阶温度漂移校准以及最高三阶的非线性校准,校准精度可以达到 0.1% 以内,其校准系数存储于一组可多次编程的 EEPROM 中。NSA9260X 支持过压及反压保护功能,支持 JFET 高压供电或者直接高压供电,支持模拟电压输出, PWM 输出多种输出模式,并支持对传感器的诊断功能。
4.2、NSA2860: 通用传感器调理变送芯片
NSA2860 是一颗高集成度的用于阻式或者电压型传感器例如阻式压力传感器,热电偶,RTD 等传感器信号调理和变送输出的专用芯片。NSA2860 集成了外部 JFET 控制器,24 位主信号测量通道和24 位辅助温度测量通道,传感器校准逻辑,双路恒流源等电路,并可以支持数字接口输出,模拟电压输出,4~20mA 变送输出,PWM/PDM 输出等各种输出模式。高集成度和巧妙的接口方案,使得 NSA2860 仅需最少的外部器件,即可实现压力或温度变送模块的校准和变送。通过内置的 MCU , NSA2860 支持对传感器的零点,灵敏度的二阶温度漂移校准以及最高三阶的非线性校准,校准精度可以达到 0.1% 以内,其校准系数存储于一组 EEPROM 中。
⚫ 模拟功能
五、Reference:
[1] https://zhuanlan.zhihu.com/p/134586354
[2] NSA9260X Datasheet Rev1.2CN
[3] NSA2860 Datasheet Rev2.0_CN
[4] 纳芯微压力ASIC及MEMS压力传感器应用培训
https://zhuanlan.zhihu.com/p/143618392
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作者:Naib Zhou / 周甜甜
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