壓力傳感器

壓力傳感器概要壓力傳感器的定義

壓力傳感器，是指以膜片裝置（不銹鋼膜片、硅酮膜片等）為媒介，用感壓元件對氣體和液體的壓力進行測量，并轉換成電氣信號輸出的設備。

原理

半導體壓電阻抗擴散壓力傳感器是在薄片表面形成半導體變形壓力，通過外力（壓力）使薄片變形而產生壓電阻抗效果，從而使阻抗的變化轉換成電信號。

靜電容量型壓力傳感器，是將玻璃的固定極和硅的可動極相對而形成電容，將通過外力（壓力）使可動極變形所產生的靜電容量的變化轉換成電氣信號。 （E8Y的動作原理便是靜電容量方式，其他機種采用半導體方式）。

半導體形變壓力計的結構

壓電效果的定義

術語解說

標準壓力

是以大氣壓為標準來表示的壓力大小。

比大氣壓高的壓力稱為“正壓”，比大氣壓低的稱為“負 壓”。

絕對壓力

以絕對真空為標準表示的壓力大小。

差壓（相對壓）

相對于任意的比較壓力（標準壓）表示的壓力大小。

大氣壓

是指大氣的壓力。標準大氣壓（1atm）相當于高度為760mm的水銀柱產生的壓力。

真空

是指比大氣壓低的壓力狀態。

檢測壓力范圍

可使用傳感器的檢測壓力范圍。

耐壓力

恢復到檢測壓力時，不會引起性能下降的可承受壓力。

重復精度（ON/OFF輸出）

在一定溫度（23℃）下，增減壓力時，在檢測壓力的全部值中除去反運行的壓力值后的動作點壓力變動值。

精度（線性）

在一定溫度（23℃）下，從全部值中除去施加零壓力及額定輸出時的輸出電流的規格值（4mA、20mA）中的偏離值。

單位用％F.S.表示。

直線性（線性）

模擬輸出相對于檢測壓力，幾乎呈直線性變化，但與理想直線有若干偏離。這種偏離相對于全部值用％來表示。

磁滯現象（線性）

在零電壓和額定電壓下，在各輸出電流（或電壓）值間劃出理想直線，求得實測電流（或電壓）值和理想電流（或電壓）值間的誤差值。求得壓力上升時的誤差值和壓力下降時的誤差，在全部的電流（或電壓）中除去這些差的絕對值的最大值后的值。單位用％F.S.表示。

磁滯現象（ON/OFF輸出）

指從壓力的全部值中除去輸出的ON點壓力和OFF點壓力之差后的值。

非腐蝕性氣體

是指空氣中所含的物質（氮氣、二氧化碳等）和惰性氣體（氬、氖等）。

計量法

在1993年11月1日實施的新計量法中，除生物體內壓力的測量外，禁止使用Torr。

此外，從1999年9月30日起開始禁用kgf/m2和mHg（血壓測量除外）、mH2O。

壓力單位轉換表

	kgf/cm2	mmHg	mmH2O	Pa
1kgf/cm2	1	735.559	1.000028×104	0.0980665M
1mmHg	1.3595×10－3	1	1.3595×10	0.133322k
1mmH2O	0.99997×10－4	7.356×10－2	1	0.00980665k
1Pa（N/m2）	1.0197×10－5	7.5006×10－3	0.10197	1

輸出阻抗1. 電壓輸出型的輸出阻抗的測量方法

Ro：輸出阻抗

Rx：負載電阻

Eo：輸出電壓（端子打開時）

lx：負載電流（連接負載Zx時）

在圖1中，連接負載電阻（Rx）時的流過的電流為

根據公式（1）求輸出阻抗（Ro）為

然后，測定輸出開放時的電壓（Eo）。接著測定連接負載電阻（例如轉換器的容許負載電路的最小值）時的電壓（Ex）。將測得的Eo和Ex值以及連接的負載電阻值（Rx）代入公式（2）中，計算出轉換器的輸出阻抗（Ro）。

2. 電流輸出型的輸出阻抗的測量方法

在圖2中，連接負載電阻（Rx）時的輸出端子電壓（Ex）為

Ex = IxRx =（Io＝Ix）Ro …（3）

根據公式（3）求輸出阻抗（Ro）為

然后，測量輸出短路時的電流（Io）。

Ro：輸出阻抗

Rx：負載電阻

lo：輸出電流（端子短路時）

lx：輸出電流（連接負載Rx時）

Ex：輸出電壓（連接負載Rx時）

接著，測定連接負載電阻（例如轉換器容許負載電阻的最大值）時的電流（Ix）。將測定時的Io和Ix值以及連接的負載電阻值（Rx）代入公式（4）中，計算出轉換器的輸出阻抗（Ro）。 此外，這里介紹的轉換器的輸出阻抗是正常動作時的值。

3. 理想的輸出阻抗

一般來說，為了使轉換器的負載變動造成的影響盡量減少，應盡量使電壓輸出型轉換器的輸出阻抗保持為最小值，即接近0Ω。

此外，電流輸出型的轉換器則與此相反，需要更大的值，即保持無限大的輸出阻抗。

4. 使用阻抗的計算示例

模擬電壓 壓力傳感器
		負載
Ro=100 Ω		Rx=1k Ω 以上

Rx	誤差
1k Ω	約10％
10k Ω	約1％

共通注意事項 ★各商品的注意事項，請參見各商品的「 請正確使用 」。

警告

不能作為沖壓的安全裝置或其他人體保護用安全裝置使用。

本產品與安全性無關，主要用于工件和作業者的檢測用途。

安全要點

關于耐壓力

請不要施加超過額定耐壓力的壓力。

若施加了耐壓力以上的壓力，可能引起破損。

關于使用環境

請避免在有可燃性和爆炸性氣體的環境下使用。

關于電源電壓

使用時請不要超過使用電壓范圍。若施加了使用電壓范圍以上的電壓，則可能引起破裂或燒毀。

關于負載短路

請避免使負載短路。否則可能引起破裂或燒毀。

關于誤布線

請避免對電源的極性等進行錯誤布線。

否則可能引起破裂或燒毀。

使用注意事項

使用對應非腐蝕性氣體的產品作為適用流體時，請使用經過空氣過濾器的，已去除水分?油分的氣體。

請勿從導壓部插入針等物品。否則會使壓力元件破損，無法進行正常動作。

請避免與高壓線、動力線并列設置。

安裝時，請避免使超聲波振動直接碰到傳感器。

請勿在導線及接插件部分施加30N以上的拉伸力。

導線的延長在10m以內。詳細內容請參見前頁(1380頁)的輸出阻抗項。

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