丹佛斯压力传感器是能感受压力信号,并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。敏感元件(Sensitive element,又称预变换器)感受被测量;转换元件(Transduction element)将响应的被测量转换成电参量(如电阻、电容、电感等);测量电路(Measuring circuit)或转换电路或信号处理电路把电参量接入电路转换成电量。核心部分是转换元件,决定传感器的工作原理。
1、敏感元件
压敏元件:是压力传感器的核心部分,能够将被测压力转化为电信号。常见的压敏元件有电阻式、电容式、压电式等。例如电阻应变片,在外力作用下会发生形变,从而导致其电阻值发生变化,进而将压力变化转化为电信号;压电晶体在受到压力时会产生电荷,通过测量电荷的变化来反映压力的大小。
弹性体:作为压力传感器的骨架,起到保护压敏元件的作用。同时,它能够将被测压力传递到压敏元件上,使压敏元件产生相应的物理量变化。弹性体的材料和形状会影响压力传感器的灵敏度和测量范围。比如在一些应变式压力传感器中,弹性体的形变会带动附着在上面的电阻应变片发生形变,从而改变电阻值。
2、转换元件
信号转换器:负责将敏感元件产生的微弱电信号进行放大、滤波、线性化等处理,使其符合后续处理要求。常见的信号转换器采用运算放大器、模数转换器等电子元件实现。经过转换后的信号才能被准确地读取和分析,以便进行进一步的数据处理和显示。
测量电路:对于某些类型的压力传感器,如电阻应变片式压力传感器,测量电路用于将电阻应变片的电阻变化转换为电压信号输出。例如,通过惠斯登电桥把电阻应变片的电阻变化转变为毫伏信号输出,再经过放大器进行放大,以便后续的数据采集和处理。
3、外壳
主要用于保护敏感元件和信号转换器,防止外界环境因素对传感器内部组件造成损坏或干扰。同时,外壳还可以将外界压力引入敏感元件,确保压力能够准确传递到敏感元件上。外壳材料常见的有不锈钢、铝合金等,其结构形式分为贴片式、螺纹式、法兰式等多种,以适应不同的安装和使用需求。
连接线路
包括导线、插头、接头等部分,用于将信号转换器产生的电信号传输到外部设备或控制系统中,实现数据的传输和交互。连接线路需要保证信号传输的稳定性和可靠性,以确保测量数据的准确性。