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薄膜压力传感器及应用电路

薄膜压力传感器

薄膜压力传感器,也称柔性薄膜压力传感器,或柔性压力传感器。

薄膜压力传感器的组成

薄膜压力传感器通常由薄膜、电极和支撑结构组成。

薄膜是传感器的敏感部件,它的材料、工艺和厚度直接决定了传感器的灵敏度和测量范围。电极用于接触薄膜,通过电极就可以对薄膜的电阻进行测量。支撑结构用于支撑薄膜,防止其受到过大的变形而损坏。

薄膜压力传感器的工作原理

薄膜压力传感器的薄膜材料具有压电特性或应变感应特性。当受到外部压力作用时,薄膜会发生微小的形变或应变,这会导致膜上的电阻值发生变化。通过测量电路,将这种电阻变化转换成电压信号,并经过放大和滤波等处理,就可以确定所施加的压力大小。

具体来说,薄膜电阻器的压力电阻关系可以表示为以下公式:

R = R0(1+kP)

其中,R为传感器输出的电阻值,R0为无压力时的电阻值,k为传感器的压力灵敏度系数,P为背面压力大小。

薄膜压力传感器的应用电路

薄膜压力传感器应用电路

如上图,薄膜压力传感器可以采用电阻分压的原理进行测量。无压力时,传感器阻值在10MΩ以上,等效于断路;有压力时,根据电阻分压获得电压值,计算出压力。

薄膜压力传感器的优点

✓ 结构简单,可靠性高

薄膜压力传感器是仅由少量的轻薄材料组成无源传感器,结构紧凑,安装方便,不易损坏,所以系统的可靠性高。

✓ 灵敏度高

薄膜压力传感器对于压力的轻微变化也非常敏感,可以实现精确的压力测量。

✓ 响应速度快

传感器的薄膜具有快速的响应速度,可以实时监测压力变化。

✓ 测量范围宽

不同型号的薄膜压力传感器的测量范围不同,还可以根据实际要求定制,压力的测量范围可以从几帕斯卡到几十兆帕斯卡。

薄膜压力传感器的缺点

✗ 受温度变化影响

传感器的薄膜材料对温度的变化非常敏感,因此在应用过程中需要对温度进行补偿,以确保测量的准确性。

✗ 机械强度低

传感器的薄膜材料决定了其机械强度相对脆弱,容易受到机械应力和物理损坏,所以在机械结构的设计时需要注意保护。

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