壓阻式壓力傳感器

　　硅基壓阻式壓力傳感器由薄型膜片制成，在膜片中嵌入電阻器，形成惠斯登電橋。當(dāng)壓力施加于膜片上時(shí)，電阻率因機(jī)械應(yīng)力(壓阻效應(yīng))而產(chǎn)生變化。通過在橋電路上施加電壓，可產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的傳感器輸出信號(hào)。

　　硅

　　硅對(duì)于制造壓阻式壓力傳感器芯片大有益處。得益于單晶結(jié)構(gòu)，加載壓力之后，硅不會(huì)發(fā)生塑性變形，而會(huì)恢復(fù)到其初始狀態(tài)，且無變形。因此，硅幾乎完全避免材料疲勞與遲滯效應(yīng)的出現(xiàn)。植入硅傳感器膜片的半導(dǎo)體電阻即便對(duì)最小的壓力亦具有很高敏感度，允許僅有數(shù)毫巴的滿量程范圍。

　　溫度效應(yīng)

　　溫度效應(yīng)決定輸出信號(hào)的最大偏差，該等偏差因在傳感器工作溫度范圍內(nèi)相對(duì)于參考溫度(25 °C)的溫度變化而引起。通過區(qū)分偏移溫度效應(yīng)與跨度溫度效應(yīng)，溫度效應(yīng)通常被定義為溫度系數(shù)，表示為%每攝氏度。產(chǎn)生溫度效應(yīng)的原因可能是介質(zhì)的溫度變化，亦可是環(huán)境溫度的變化。

　　數(shù)字信號(hào)處理

　　ZHYQ變送器具有數(shù)字信號(hào)調(diào)理功能的壓力傳感器能夠電子化校正傳感器信號(hào)并同時(shí)補(bǔ)償所有誤差源(如偏移量、跨度、溫度影響、非線性和遲滯性等)。

　　該壓力傳感器能夠放大來自測(cè)量電橋的模擬毫伏壓力信號(hào)及對(duì)應(yīng)溫度信息，并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。微控制器使用一種特殊數(shù)學(xué)算法與業(yè)已存儲(chǔ)在微控制器內(nèi)存中的傳感器具體補(bǔ)償系數(shù)，計(jì)算校正壓力值。這些確切系數(shù)均已由溫度和生產(chǎn)過程中每個(gè)設(shè)備的壓力循環(huán)確定。作為模擬電壓輸出信號(hào)，最終的傳感器信號(hào)可經(jīng)由數(shù)字總線接口提供。

　　總精度/總誤差帶

　　傳感器在溫度補(bǔ)償范圍內(nèi)的最大總誤差。得益于ZHYQ的壓力傳感器，總精度包括來自偏移、跨度校準(zhǔn)、溫度效應(yīng)、非線性和遲滯性引起的所有誤差�？偩�度也稱為總誤差帶。

　　遲滯性

　　遲滯性是指在相同工作條件下，在同一次校準(zhǔn)中對(duì)應(yīng)同一次輸入量的正行程與反行程其輸出值間的最大偏差。

　　非線性

　　非線性系指在指定工作壓力范圍內(nèi)，傳感器輸出與規(guī)定直線之間的最大偏差。該直線可采用不同方法確定，例如最佳擬合直線或終端基準(zhǔn)線。最佳擬合直線是使樣本點(diǎn)到該直線的正行程與反行程達(dá)到最小的直線(最小二乘法)。終端基準(zhǔn)線則貫穿傳感器輸出的起點(diǎn)與終點(diǎn)。使用終端基準(zhǔn)線計(jì)算而得的非線性可與使用最佳擬合直線而得的非線性等大。

　　重復(fù)性

　　重復(fù)性是指在相同工作條件下，傳感器壓力值在同一方向(增大或減小壓力)做連續(xù)重復(fù)測(cè)量所得的重復(fù)輸出讀數(shù)之間的最大偏差。

　　比例式輸出信號(hào)

　　比例式壓力傳感器的輸出信號(hào)與電源電壓成正比。例如，對(duì)于一個(gè)輸出值為0.5至4.5伏的傳感器，如果其電源電壓由5伏增大10%至5.5伏時(shí)，其輸出信號(hào)亦增大10%至0.55至4.95伏。與此相反，配有內(nèi)部基準(zhǔn)電壓的傳感器，其輸出信號(hào)與電源電壓之間并無比例關(guān)系。

　　耐受壓力

　　耐受壓力是可施加于傳感器上而不會(huì)引起傳感元件的電氣參數(shù)產(chǎn)生持久變化的最大壓力。暴露于大于壓力傳感器本身最大耐受壓力的環(huán)境可導(dǎo)致傳感器規(guī)定性能指標(biāo)永久改變。

　　爆裂壓力(Burstpressure)

　　爆裂壓力是可施加于傳感器上而不會(huì)損壞傳感元件或產(chǎn)生殼體泄漏的最大壓力。

　　位置靈敏度

　　僅有數(shù)毫巴極低壓力范圍的硅壓阻式壓力傳感器內(nèi)置一張超薄膜片。該膜片亦可能顯示出對(duì)力的敏感性，但該敏感性并非由所施加的壓力而引起，而是由傳感器位移和改變位置而造成。

　　絕對(duì)壓力

　　絕對(duì)壓力是相對(duì)自由空間真空(零壓力)而言的壓力。在實(shí)踐中，絕對(duì)壓阻式壓力傳感器測(cè)量相對(duì)于高真空參考?jí)毫Φ膲毫�。該高真空室密封于其傳感膜片的背后。相比待測(cè)壓力，該真空可忽略不計(jì)。

　　差壓

　　差壓是任何兩個(gè)過程壓力之間的差值。差壓傳感器配有兩個(gè)獨(dú)立的壓力端口，經(jīng)校準(zhǔn)后可用于測(cè)量正壓差與負(fù)壓差(雙向壓力測(cè)量)。

　　相對(duì)壓力

　　相對(duì)壓力是以環(huán)境大氣壓力為起點(diǎn)測(cè)得的壓力值。海平面的平均氣壓力為1013.25毫巴。因天氣條件或高度而引致的大氣壓力變化會(huì)直接影響相對(duì)壓力傳感器的輸出，因此需進(jìn)行補(bǔ)償。

　　真空

　　低于大氣壓力的壓力被稱為負(fù)壓或真空表壓。通常情況下，真空是指一種幾乎不存在任何物質(zhì)的空間狀態(tài)。根據(jù)其質(zhì)量，真空類型可分為低真空、高真空和超高真空。

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