微型拉壓力傳感器的原理結(jié)構(gòu)與安裝要點(diǎn)

微型拉壓力傳感器的原理結(jié)構(gòu)如下：

根據(jù)固定力測(cè)量的特點(diǎn)，傳感器原理結(jié)構(gòu)采用工藝成熟、對(duì)測(cè)量電路要求較低的電阻應(yīng)變力傳感器。傳感器關(guān)鍵部件之一的彈性體采用S型梁結(jié)構(gòu)，如圖1所示。當(dāng)受到壓力P時(shí)，從彈性體中間開口處上側(cè)梁的彎矩圖可以看出，沿X軸方向的彎矩有負(fù)到正的變化，而開口處下側(cè)梁的彎矩則相反。選擇合適的貼片位置和橋梁組合方法，不僅可以抵消側(cè)向力輸出，還可以在不影響測(cè)量結(jié)果的情況下改變力作用點(diǎn)，這是外力測(cè)量所必需的。

首先，在拉壓力傳感器的工作過(guò)程中，我們會(huì)看到五個(gè)指標(biāo):線性度、靈敏度、遲滯性、重復(fù)性和漂移性。線性度描述的是傳感器輸入/輸出的實(shí)際函數(shù)與擬合直線之間的偏差程度，其值為兩者之間的最大偏差與滿量程輸出值的比值。靈敏度易于理解，是指輸出值的增加值(即增量)與增加值的相應(yīng)變量的增加值的比值，也是描述傳感器特性的重要指標(biāo)。遲滯是指當(dāng)輸入量由大到小變化，或由小到大變化時(shí)，兩個(gè)特性曲線的重復(fù)性是不變的。

拉伸壓力傳感器通過(guò)力敏裝置檢測(cè)其力的變化，并通過(guò)拉伸傳遞結(jié)構(gòu)傳遞力的物理信號(hào)。也就是說(shuō)，當(dāng)彈性體發(fā)生彈性變形時(shí)，傳遞器的轉(zhuǎn)換元件(通常是電阻應(yīng)變片)也會(huì)發(fā)生變形，此時(shí)電阻應(yīng)變片的阻值會(huì)發(fā)生變化，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并輸出。

以數(shù)字顯示電子秤為例。其電路包括測(cè)量電路和信號(hào)放大電路。測(cè)量電路可以將電阻的電阻變量轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，但這種信號(hào)往往是弱電信號(hào)，不能直觀準(zhǔn)確地反映變化的大小。通過(guò)放大電路，可以放大并輸出數(shù)字顯示面板表。

一般而言，壓力傳感器有兩線制、三線制、四線制，有的還有五線制。

壓力傳感器的兩線系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單。大多數(shù)客戶都知道如何接線。一根線連接電源的正極，另一根線通過(guò)儀器連接信號(hào)線到電源的負(fù)極。這是最簡(jiǎn)單的。壓力傳感器的三線系統(tǒng)在兩線系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了一條線。這條線直接連接到電源的負(fù)極，比兩線系統(tǒng)麻煩一點(diǎn)。

四線壓力傳感器必須是兩個(gè)電源輸入端，另外兩個(gè)是信號(hào)輸出端。四線系統(tǒng)多為電壓輸出而非4~20mA輸出，4~20mA稱為壓力變送器，多為兩線系統(tǒng)。

有的壓力傳感器信號(hào)輸出沒(méi)有放大，滿量程輸出只有幾十毫伏，而有的壓力傳感器內(nèi)部有放大電路，全量程輸出為0~2V。

至于如何接收顯示器，就看儀器的量程了。如果有適合輸出信號(hào)的檔位，可以直接測(cè)量，否則需要添加信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)電路。五線壓力傳感器和四線壓力傳感器差別不大，市面上五線壓力傳感器很少。

壓力傳感器安裝要點(diǎn)：

打開顯示控制儀表，然后連接壓力傳感器系統(tǒng)。

采取消毒措施打開包裝，確認(rèn)所有接口的安全密封和三通閥等輔助部件的良好工作狀態(tài)。

注意：連接接頭時(shí)，不要擰得太緊。

在傳感器系統(tǒng)中充滿肝素生理鹽水溶液和排出氣泡之前，旋塞閥的所有通口都應(yīng)覆蓋有孔保護(hù)帽。

按照監(jiān)護(hù)儀的說(shuō)明，將壓力傳感器連接到監(jiān)護(hù)儀上，將監(jiān)護(hù)儀調(diào)整為零。

注意：

如無(wú)法調(diào)整零度，請(qǐng)更換傳感器重新調(diào)整零度；如調(diào)整不成功，請(qǐng)檢查電纜連接、監(jiān)護(hù)儀等是否正常。

壓力傳感器不可避免的誤差。

偏差誤差。

由于壓力傳感器在整個(gè)壓力范圍內(nèi)的垂直偏移是恒定的，因此變換器擴(kuò)散和激光調(diào)整修正的變化會(huì)產(chǎn)生偏移誤差。

敏感性誤差。

誤差與壓力成正比。如果設(shè)備的靈敏度高于典型值，靈敏度誤差將是壓力的遞增函數(shù)。如果靈敏度低于典型值，靈敏度誤差將是壓力的遞減函數(shù)。這種誤差的原因在于擴(kuò)散過(guò)程的變化。

線性誤差。

這是一個(gè)對(duì)壓力傳感器初始誤差影響不大的因素。這種誤差的原因是硅片的物理非線性，但帶放大器的傳感器也應(yīng)該包括放大器的非線性。線性誤差曲線可以是凹形曲線，也可以是凸形曲線。

滯后誤差。

大多數(shù)情況下，由于硅片機(jī)械剛度高，壓力傳感器的滯后誤差可以忽略不計(jì)。一般來(lái)說(shuō)，滯后誤差只需要在壓力變化較大的情況下考慮。