压力传感器-压电与压阻等形成效应原理详解与适用性说明

压力传感器靠什么把压力变成信号

压力传感器能把感受到的压力按一定规律变成电信号，靠的就是各种"效应"。工业里用得最多的是压电效应和压阻效应，原理不同，适用场合也完全不同——选型第一步就是先按你测什么，定用哪种效应。

压电效应：快变、冲击用它

压电效应说的是：某些晶体各向异性，沿某方向受机械力发生形变时，内部产生极化电荷，外力撤了又回到不带电状态。科学家就拿这个效应做了压电传感器。它的特点是响应快、刚度大，但电荷会慢慢泄漏，所以只能测动态、交变的压力，比如脉动、冲击；静态压力它测不了，电荷漏光读数就往下掉。配套要高阻抗电荷放大器、低噪声同轴电缆。

压阻效应：静态、准静态用它

压阻效应说的是：半导体（硅）材料受压后电阻会变化，把四个应变电阻接成惠斯通电桥，压力一压，桥路输出就变。它能测静态和准静态压力，调理方便、灵敏度高，工业里的油压、液压、气压大多是这种。温度会影响桥路平衡，所以要做温度补偿。

选型一句话

测冲击、脉动选压电式；测油压、液压这种稳定压力选压阻式。把测量性质先定下来，原理就定了一大半，再去对量程和介质。别拿压电式去测静态压力，也别指望压阻式去追高速冲击。

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常见问题

问：压阻式和压电式，按什么定用哪个原理？
答：先看测的是静态还是动态。油压、液压、气压这类稳定压力用压阻式，硅材料接成惠斯通电桥，桥路输出随压力变；脉动、冲击这类快变压力用压电式。

问：压阻式压力传感器为什么要做温度补偿？
答：硅材料受压后电阻变化，四个应变电阻接成惠斯通电桥输出信号。温度会影响桥路平衡，不补偿零点就跟着温度漂，所以工业型基本都带温补。

问：压电式压力传感器配套，要配哪些信号器件？
答：得配高阻抗电荷放大器，信号线用低噪声同轴电缆。压电效应产生的电荷很弱，只有接在输入阻抗极高的回路上才存得住，线一长信号就丢。

问：拿压阻式去追高速冲击压力，行不行？
答：不行。压阻式擅长静态和准静态，灵敏度高、调理方便；高速冲击得交给压电式，它响应快、刚度大。原理选反了，后面怎么调都救不回来。