压力传感器范文

压力传感器范文第1篇

应变式称重传感器，1938年美国加利福尼亚理工学院教授E・Simmons（西蒙斯）和麻省理工学院教授A・Ruge（鲁奇）分别同时研制出纸基丝绕式电阻应变计，以他们名字的字头和各有二位助手命名为SR-4型，由美国BLH公司专利生产.1940年美国BLH公司和Revere公司总工程师A・Thurston利用SR一4型电阻应变计研制出圆柱结构的应变式负荷传感器，用于工程测力和称重计量，成为应变式负荷传感器的创始者.

1973年美国学者霍格斯特姆为克服正应力负荷传感器的固有缺点，提出不利用正应力，而利用与弯矩无关的切应力设计负荷传感器的理论，并设计出圆截工字形截面悬臂剪切梁型负荷传感器.打破了正应力负荷传感器的一统天下，形成了新的发展潮流.这是负荷传感器结构设计的重大突破.

1974年前后美国学者斯坦因和德国学者埃多姆分别提出建立弹性体较为复杂的力学模型，利用有限单元计算方法，分析弹性体的强度、刚度，应力场和位移场，求得最佳化设计.为利用现代分析手段和计算方法设计与计算负荷传感器开辟了新途径.

经历了70年代的切应力负荷传感器和铝合金小量程负荷传感器两大技术突破；80年代称重传感器与测力传感器彻底分离，制定R60国际建议和研发出数字式智能称重传感器两项重大变革；90年代在结构设计和制造工艺中不断纳入高新技术迎接新挑战，加速了称重传感器技术的发展；2000年OIML R60首次引入族和组、分配系数PL范围等新概念.

2 应变式压力传感器原理

将电阻应变片粘贴在弹性元件特定表面上，当力、扭矩、速度、加速度及流量等物理量作用于弹性元件时，会导致元件应力和应变的变化，进而引起电阻应变片电阻的变化.电阻的变化经电路处理后的以电信号的方式输出，这就是电阻应变式传感器的工作原理.

电阻丝应变片一般是粘贴在传感器的弹性体上，当传感器承受压力后，弹性体产生形变，引起粘贴在弹性体上的应变片电阻值变化.在一般情况下，传感器内都是由4个应变片组成一个测量电桥，在大多数的使用情况下，传感器内部4个应变片同时受力，并且在受压形变的作用下，2个应变片阻值增大，2个变小.

检测电路的功能是把电阻应变片的电阻变化转变为电压输出.因为电桥具有很多优点，如可以抑制温度变化的影响，可以抑制侧向力干扰，可以比较方便的解决称重传感器的补偿问题等，所以电桥在称重传感器中得到了广泛的应用.因为全桥式等臂电桥的灵敏度最高，各臂参数一致，各种干扰的影响容易相互抵消，所以称重传感器均采用全桥式等臂电桥.

3 应变式力学传感器应用实例-电子秤

3.1 电子秤构造

压力传感器范文第2篇

【关键词】传感器；变送器；区别；故障

当今社会是信息化的时代，人们的社会活动主要依靠对信息资源的开发、获取、传输与处理。传感器是现代科学的中枢神经系统，是获取自然领域中信息的主要途径与手段之一。它是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置的总称。

一、什么是传感器

随着科学技术的不断发展和进步，有很多的技术词汇的含义发生了变化，以至于时常令人产生误解。其中传感器就是一个很好例子。目前人们说的传感器是由是转换元件和敏感元件两个部分组成。其中转换元件是指传感器中将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分；敏感元件是指传感器中能够直接感受或响应被测量的部分。由于传感器的输出的通常都是十分微弱的信号，因此需要将其调制与放大。但随着科学技术的不短发展，人们又将这部分电路及电源等电路也一起装在传感器内部。这样，传感器就可以输出便于处理和传输的可用信号了。而在以往技术相对而言较落后的情况下，所谓的传感器是指的敏感元件，而变送器则是转换元件。

二、如何辨别变送器和传感器

传感器通常由敏感元件和转换元件组成，是能够检测规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置的总称。当传感器的输出为规定的标准信号时，则是变送器。将物理信号转换为电信号的器件称之为传感器，而将非标准电信号转换为标准电信号的仪器称之为变送器。一次仪表指的是现场测量仪表或基地控制表，二次仪表指利用一次表信号完成其他功能。

变送器和传感器共同构成自动控制的监测信号源。不同的传感器和相应的变送器组合在一起可以满足不同物理量的需求。传感器采集到的微弱的电信号是由变送器来放大，将信号放大后以便于转送或启动控制元件。传感器把非电物理量转换成电信号并把这些信号直接传送到变送器。还有一种变送器是将液位传感器里下部的水和上部蒸汽的冷凝水通过仪表管送到变送器的波纹管两侧，以波纹管两侧的差压带动机械放大装置用指针指示水位的一种远方仪表。此外，还有把电气模拟量变换成数字量的也可以叫变送器。

三、压力传感器及变送器容易出现的故障

压力传感器及变送器容易出现的故障主要有以下几种：第一种是压力上去，变送器输也上不去。此种情况，先应检查压力接口是否漏气或者被堵住，如果确认不是，检查接线方式和检查电源，如电源正常则进行简单加压看输出是否变化，或者察看传感器零位是否有输出，若无变化则传感器已损坏，可能是仪表损坏或者整个系统的其他环节的问题；第二种是加压变送器输出不变化，再加压变送器输出突然变化，泄压变送器零位回不去，很有可能是压力传感器密封圈的问题。常见的是由于密封圈规格原因，传感器拧紧之后密封圈被压缩到传感器引压口里面堵塞传感器，加压时压力介质进不去，但在压力大时突然冲开密封圈，压力传感器受到压力而变化。排除这种故障的最佳方法是将传感器卸下，直接察看零位是否正常，若零位正常可更换密封圈再试；第三种是变送器输出信号不稳。这种故障有肯是压力源的问题。压力源本身是一个不稳定的压力，很有可能是仪表或压力传感器抗干扰能力不强、传感器本身振动很厉害和传感器故障；第四种是变送器与指针式压力表对照偏差大。出现偏差是正常的现象，确认正常的偏差范围即可；最后一种易出现的故障是微差压变送器安装位置对零位输出的影响。微差压变送器由于其测量范围很小，变送器中传感元件会影响到微差压变送器的输出。安装时应使变送器的压力敏感件轴向垂直于重力方向，安装固定后调整变送器零位到标准值。

四、压力传感器、变送器使用过程中应注意的事项及维护

1．在使用过程中应注意的事项。变送器在工艺管道上正确的安装位置与被测介质有关，为获效得最佳的测量果，应注意注意几点情况。第一点是防止变送器与腐蚀性或过热的介质接触；第二点是测量液体压力时，取压口应开在流程管道侧面，以避免沉淀积渣；第三点是防止渣滓在导管内沉积；第四点是测量气体压力时，取压口应开在流程管道顶端，并且变送器也应安装在流程管道上部，以便积累的液体容易注入流程管道中；第五点是测量蒸汽或其它高温介质时，需接加缓冲管（盘管）等冷凝器，不应使变送器的工作温度超过极限；第六点是导压管应安装在温度波动小的地方；第七点是冬季发生冰冻时，按装在室外的变送器必需采取防冻措施，避免引压口内的液体因结冰体积膨胀，导至传感器损坏；第八点是接线时，将电缆穿过防水接头或绕性管并拧紧密封螺帽，以防雨水等通过电缆渗漏进变送器壳体内；第九点是测量液体压力时，变送器的安装位置应避免液体的冲击，以免传感器过压损坏。

2．压力变送器的维护。对压力变送器要求每周检查一次，每个月检验一次，主要是清除仪器内的灰尘，对电器元件认真检查，对输出的电流值要经常校对，压力变送器内部是弱电，一定要同外界强电隔开。

参 考 文 献

压力传感器范文第3篇

关键词 智能压力传感器 结构特点 数字采集与处理 设计

中图分类号：TP212 文献标识码：A

0引言

传感器是获取和转换信息的一种工具， 是计算机与自然界相联系的桥梁，作为过程控制和自动化技术的前沿环节，传感器已遍及到当今社会的各个领域。纵观其发展过程，可划分为三个阶段：

（1）结构型传感器，其特点是原理简单、性能可靠；

（2）物性型传感器，其优点是结构牢固，体积小，质量轻、响应速度快；

（3）八十年代刚刚发展起来的智能传感器（或称灵巧传感器），它是随着大规模集成电路和微处理机技术而迅速发展起来的，是微处理机高性能化低成本化的产物。

在我国的现代化建设中，各个企业的自动化水平在不断地提高。大型自动控制系统的信息从集中处理型向分散处理型发展是自动化技术发展的一个方向，同时也是广大企业所迫切要求的。因此，智能传感器在我国有着广阔的发展前途，有着日益繁荣的市场。

1智能传感器的结构特点

传感器的特性是指传感器的输入量和输出量之间的对应关系。通常把传感器的特性分为两种：静态特性和动态特性。静态特性是指输入不随时间而变化的特性，它表示传感器在被测量的各个值处于稳定状态时输入与输出的关系；动态特性是指输入随时间而变化的特性，它表示传感器对随时间变化的输入量的响应特性。

传感器除了描述输入与输出量之间的关系特性外，还有与使用条件、使用环境、使用要求等有关的特性。

2智能传感器如何进行数据采集和数据处理

传感器之所以智能化是因为其可以将检测值转化为电信号进行传输。且被检测信号种类繁多，输出的信号有模拟量、数字量、开关量等，当然在使用这些信号之前，必须先通过各种预处理电路将传感器输出信号转换成统一的电压信号或周期信号，因为其中绝大多数传感器输出信号不能直接作为A/D转换的输入量。

数据采集：传感器信号经过与处理成为A/D变换器所需要模拟信号，模拟电压的数字化则要依赖于模拟转换器（A/D），它通过采样、量化和编码将输入信号变换为数字信号。

数据处理：传感器的数据输出信号经过A/D转换器转换，所获得的数字信号一般不能直接输入计算机供应用程序使用，还必须根据需要进行加工处理，如标度变换、非线性补偿、温度补偿、数字滤波等，以上这些处理也称软件处理。

3智能压力传感器的设计方案

3.1结构设计

本文设计的传感器提供了一种精确测量压力的系统方法，他将三种技术融为一体：硅压阻传感元件、微型计算机和信号处理。它可提供温度补偿和非线性度补偿，并且每台传感器同时具有数字信号输出和模拟信号输出。根据设计要求，智能压力传感器应采用低价格、小体积、高性能价值比的8位微处理器 （单片机 ）MSC1211Y5控制，用以实现传感器信息的处理、数字通信和智能化管理。

传感元件位于传感器系统之首，被测压力量需由它转换为电信号才能供给电路处理，因此它的性能对传感器系统有着很大的影响。本文采用固态压阻式压力传感器，其机构包括外壳，硅膜片和引线。其核心部分是一块圆形硅膜片，膜片周围用硅环固定，通常称为硅环。膜片两边有两个压力腔，一个是与被测系统相连的高压腔，另一个是低压腔，一般与大气相通，也有做成真空的。在膜片上利用集成电路工艺方法扩散上四个阻值相等的电阻：R1、R2、R3、R4。四个电阻用导线接成平衡电桥。当膜片两边存在压力差而发生形变时，膜片各点产生应力，从而使扩散电阻的阻值发生变化，电桥失去平衡，输出响应的电压，其电压大小就反映了模片的压力差值。利用电阻的特征，选择适当位置布置电阻，使其直接入电桥四臂中，从而构成全等臂差动电桥。这样既提高了灵敏度又部分消除温度影响误差。

3.2软件设计

软件是整个系统的重要组成部分，系统的人机对话、数据的输入输出，数据处理等功能都通过软件来实现的。因此开发一个性能优良的应用软件是实现整个系统正常可靠运行的重要前提。本论文采用VC++编程语言，对系统的智能功能进行设计。

软件的设计完全按照结构化的程序设计来完成，将整个程序细胞划分为若干个子程序（模块），方便调试与检查，有了各个功能快的软件实现方法，软件的总体设计就变的简单了，软件设计中一个重要的思想是采用模块设计，把一个大的任务分解成若干个小任务，分别编制实现这些小任务的子程序，然后将子程序按照总体要求组装起来，就可以实现这个大任务了。这种思路对于可重复使用的子程序显得尤为优越，因为不仅程序结构清晰，而节约程序空间。

智能压力传感器软件有如下几个模块：

（1）对微处理器MSC1211Y5各种寄存器、A/D转换器和D/A的校准转换器进化初始化；

（2）对A/D转换器的校准包括各通道增益、零点漂移矫正；

（3）现场压力和温度数据的采集；

（4）压力传感器的温度补偿和非线性补偿；

（5）A/D输出，D/A数据输出；

（6）与上位机的通讯。

压力传感器范文第4篇

关键词：脚底压力；信息采集；身份识别；压力采集；压力传感器 文献标识码：A

中图分类号：TP391 文章编号：1009-2374（2015）15-0066-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.15.034

1 概述

现在的停车场没有足够的安保措施来保障车主的财产安全，很多的汽车盗窃案就是因为停车场的安保不到位导致的。但若能在车辆周围放置一些身份识别装置辨别身份，就能保护私人的财产，为车主设立了一条智能防线。通过分析可知，因人的脚底纹路、压力分布等信息的不同，采集不同人的脚掌对地压力及其空间和时间分布，对其进行分析，就能由此分辨出不同人的身份，从而建立起一套独特、有效的临时身份系统。本文对脚底压力信息的采集方案进行论述，并对识别系统进行了分析。

由脚底压力得到的信息建立模型，并应用在安保系统中，目前尚无广泛应用。本系统将脚底的压力与身份识别联系起来，这一应用能保障人民的财产安全，具有比较强的创新性。

2 系统结构和工作原理

2.1 系统总体结构框架

脚底压力信息的身份识别系统的原理框图如图1所示。该系统主要由压力传感器模块、信号调理电路（包括电荷放大模块、运算放大模块、滤波模块）、单片机采样模块、无线传输模块等组成。通过相关算法完成压力传感器的建模、非线性矫正、数据采集、无线传输，数据处理及与上位机的通信等功能。

图1 系统总体结构框图

2.2 工作原理

由于人体足底的结构的特征，人体在踩下地面的时候，足底各点会产生不同的压力，通过测试、分析足底压力，可以获取人体在各体态和运动下的生理、病理力学参数和机能参数，建立起相关模型，因此提取人体足底压力可以获得人体的身份信息。基于此，本文选择对人体足底压力进行采集处理作为处理信号的

来源。

将每个人不同的走路姿态、重力分布应用到了对人的身份的识别工作中，传统的身份识别主要是针对人的手掌指纹识别，本项目采用的是对人的脚掌压力的识别。在该系统中，首先通过合理设计符合脚底特征的压力传感器来检测压力信号，然后将压力传感器的输出信号进行放大、滤波，A/D采样等信号调理，达到分析人体足底的运动力学特征，测试人体足底多个具有代表性的压力点的目的。

压力传感器是脚底身份识别的关键部件。传统的压力采集是采用的压电陶瓷进行，本系统采用当前比较先进的聚偏氟乙烯（PVDF）高分子材料进行压力的采集。PVDF和压电陶瓷工作原理相同，都是将动态的力转化为电荷量的积累。不同点是PVDF比压电陶瓷具有较高的介电常数、声阻抗低、频响宽、易安装的特点。在设计时，针对人体的足底区域划分出16个点阵，将传感器排列成符合脚底特征的点阵形式，以便快速、准确地获取人体脚底身份信息。

在传感器采集脚底压力信号后，采用集成芯片构成PVDF的信号调理（包括放大、整形、滤波）电路，采用具有16通道ADC的单片机Freescale128实现对硬件各通道数据的采集与处理，实现与压力传感器16个点阵的无缝对接，既简化方案，又减少硬件设计的干扰。

3 系统硬件模块的设计

经过上面总体的概述，本文将逐一介绍此系统的各个硬件模块，本系统可分为压力传感器模块和信号调理模块。

3.1 压力传感器模块

由于PVDF压电薄膜有着陶瓷压电片不可比拟的优点，本系统决定采用PVDF压电薄膜，构建一个传感器排列矩阵，设计出了一个采用16个PVDF压电薄膜的模型，其布局方式为4×4的矩阵。

3.2 信号调理模块

3.2.1 前置放大模块。PVDF压电薄膜与前置放大器连接，使压电薄膜相当于一个静电荷发生器，产生的是电荷信号，它具有输入阻抗高，输出阻抗低的特点，比较适合作为压电元件的前置放大，前置放大电路如图2所示。实现阻抗的变换和信号的放大。其中输入端有高的输入阻抗，当有输入的电荷信号时，电荷全部集中在电容C上，电容两端的电压升高，使转换电压升高。

图2 前置放大电路

3.2.2 运算放大模块。此模块分为第一级放大和第二级放大，如图3所示：

图3 两级增益放大电路

将由前置放大器输送来的信号不失真的放大之后，由第一级和第二级运放放大，第二级运放是将输出信号变换成标准的A/D采样信号。

3.2.3 滤波电路。本系统的滤波电路见图2和图3，是嵌入到放大电路中的。图2中前置放大电路采用带通滤波，滤去低频率和过高频率的杂波，第一级采用带增益的低通滤波，第二级放大电路采用带通滤波器。

4 系统软件设计

4.1 AD采样及无线传输模块

数据经过之前的处理后就能送入单片机的A/D口去处理。AD转换采样及数据初步处理使用的单片机是基于Freescale的MC9S12XS128单片机。在此使用的是其16路12位AD转换通道，以及异步串行通信接口SCI。转换好的数据再通过无线蓝牙发送给电脑处理。

4.2 数据录入和识别算法模块

采集6名志愿者的脚底压力信息，收集8个压力传感器的数值，共测20次。

对每一类数据，做实验如下：

每一个人的数据通过5-cross法，得到5组训练集与测试集的正样板，并随机从其他人的同类数据中抽取与测试集同样数量的数据集，并加入测试集中作为负样本。通过算法说明中的方法，以训练集训练得到特征向量，设置与特征向量的余弦相似度阈值为0.99，训练后，按条测试，计算实验结果与预期结果的差异，得到性能指标数据。

5 结语

表1

实验对象 PRECISION精确率 RECALL召回率 FLASE POSITIVE RATE错误率

不穿鞋右脚 0.918182 0.841667 0.075

不穿鞋左脚 0.87037 0.783333 0.116667

穿鞋右脚 0.771429 0.9 0.266667

穿鞋左脚 0.793388 0.8 0.208333

从实验结果看，在采样精确度有限的情况下，该方法较为有效，尤其是在不穿鞋的情况下，能够达到91.8%的精确率和84.2%的召回率，而错误率仅7.5%。

在实际场景中，可在被测试人走路过程中多次收集其脚底压力数据，多次测试可将错误率大幅降低，识别率大幅提高，达到很强的识别效果。

同时，目前实验中我们的压力传感器只有8个点位的识别，如果有资金和技术条件，增加更多的传感器和提高传感器返回数据的精度，该方法的效果将更好。

若在停车场等地的安保中应用此系统将有非常重要的意义。

参考文献

[1] 孙传友.现代检测技术及仪表（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2012.

[2] 孟仁俊.PVDF压电薄膜传感器的研制[D].东华大学，2008.

[3] 王冠华.用于足部运动力学测试的PVDF生物力学传感器系统研究[J].昆明理工大学学报，2008，（3）.

[4] 袁刚，张木勋，王中琴，张建华.正常人足底压力分布及其影响因素分析[J].中华物理医学与康复杂志，2004，（3）.

压力传感器范文第5篇

飞思卡尔数字压力传感器可提升硬盘内储存容量

飞思卡尔半导体发表第一款数字化输出的压力传感器，可望简化系统设计、并提升笔记型或桌面计算机的硬盘(HDD)记忆储存密度。MPL115A数字传感器使用微机电系统技术，提供高度精准的气压与高度侦测功能，尺寸精巧，适于各种成本有限的消费性电子及工业应用。

除了硬盘内的气压侦测、气压与高度测定应用之外，MPL115A压力传感器还提供工业用设备所需的绝对压力侦测，例如桌上型气候站与真空设备等等。医疗应用则涵盖健康侦测、创伤护理及呼吸系统等。由于安全产品的需求日益增加，MPL115A的环境压力测量及无线远程监控能力，更为其增加了环境监测的应用面向。

飞思卡尔射频，模拟与传感器部门全球通路发展暨亚太中心总监Benjamin Tan表示：“为了服务高度计、硬盘和可携式医疗设备等压力传感器应用客户，我们推出了创新的传感器解决方案，结合了简单易用的数字界面、小巧的封装尺寸、以及操作功率低等优点。MPLll 5A数字压力传感器是我们最精巧的产品之一，有助于精简线路空间。此外，其功率损耗亦低于市场上的同类型产品。”

MPL115A可直接连接MCU　省却外接ADc

飞思卡尔的MPLl1 5A数字压力传感器支持Ic(inter-integrated circuit，Ic)及串行接口两种总线，可直接连接嵌入式系统的微控制器(MCU)，简化通信并提升弹性。此种架构与其它一般使用模拟讯号的传感器不同，后者往往需要一个内建模拟对数字转换器(ADC)，或是在系统中另外加上ADC组件。像飞思卡尔MPL115A这样的数字压力传感器，由于不需要用到额外的ADC，因而可提供更多弹性并节省成本。

MPL115A传感器的小巧尺寸(3mm×5mm×1.2mm)LGA封装让它的整合性更强，更适于线路空间有限的便携式应用，而此装置的低电流损耗(休眠模式1 mA、活动模式5 mA)也适合电池驱动与太阳能应用装置，使用功率损耗更是只有竞争对手产品的1／100。数字传感器另外也非常适合HDD系统，因为压力侦测有助于修正磁头抬起的高度，让磁盘驱动器内储存空间最大化。

MPL115A传感器产品功能：

・数字输出选项

・SPI专用的MPLll 5A1T1

・Ic专用的MPL115A2T1

・小巧的3mm×5mmx 1.2mm LGA金属封装

・电流消耗低

・休眠模式：1mA

・活动模式：5mA(每秒量一次)

・可透过温度与压力系数作温度补偿

・压力以kiloPascals(kPa)为单位方便转换

・50-115kPa的绝对压力测量范围

・精确度1kPa

・操作温度范围从-40~C～105~C

・电源供应2.4-5.5伏特

研发支持、价格与供应方式

MPL115A样品已可透过以下评估套件取得。KITMPL115A1SPI评估用线路板展示SPI通信协议，KITMPL115A212c评估用线路板则展示2C通信协议。两者的建议售价都是15元美金。SPI应用专属的MPLll 5A1T1传感器和I℃应用专属的MPL115A2T1传感器都已上市，建议售价为每批10，000颗时每颗4.25元美金。

Epson Toyocom新型高精密石英压力传感器针对流体应用

石英晶体组件的领导者Epson Toyocom公司宣布已成功开发出新系列的高精密度石英压力传感器。该款于XP-7000系列的传感器拥有独特的架构，可将流体压力直接传导至一个压力感测组件上。新产品预计于2009年第四季投入商业开发。

QMEMs音叉晶体架构，感应不需传导媒介

多数高精密度压力传感器内部均含压力传导媒介(如油)。然而，XP-7000系列产品所使用的是一个频率稳定，采用独创QMEMS({1)技术所制成的音叉晶体组件来作为压力感应组件，再加上Epson Toyocom独特的压力传导架构，可直接读取压力，精密度达?0.05％Fs。

注1：QMEMS为“(Quartz)”(石英，一种具高稳定性及高精密度等优越特性的晶体材料)及“MEMS”(微机电系统)所组成的名词。QMEMS石英元件以石英制成，而非MEMs所使用的半导体材质。并在石英材料上执行精密的微制程(microfabrication)，以便在小型化封装产品中能提供更高的效能。QMEMS为Epson Toyocom的注册商标。低污染、省空间，组件设计也走环保风

有鉴于近年来环保意识抬头，XP-7000系列所使用的传感器均为环保产品，并不会释放油类或气体。此外，拜Epson Toyocom所使用的独特架构所赐，新型传感器的体积较旧机型相比减少了约43％。

新型传感器非常适合对精密与准确测量有需求的场所，如观测河流及下水道水位、在极度要求洁净的环境下测量液态压力状态，以及工业厂房设备的压力状态等。

XP-7000系列中的两个机型分别为XP-7000MB与XP-7001MB。XP-7000MB具备缓冲电路，即使电缆长度较长时，仍可维持稳定的输出值。而XP-7001MB则支援低电流。

产品主要特色

(1)压力感应读数精密度达±0.05％Fs

(2)环保产品，不会释放油类或气体

(3)体积小巧(直径22mmx长度40mm：体积较旧机型减少43％)

主要规格

参考数据：

其他压力传感器Ic供货商

AKTIV SENSOR GmbH

EPCOS AG

Epson Toyocom

Fi rst Sensor Technology GmbH

Freescale

Inffneon

Intersema

Melexis

压力传感器范文第6篇

一、概述

早在上世纪90年代，很少量的自动变速器中就开始了压力传感器的使用，确切来讲当时的压力传感器应该被称之为压力开关，比较典型的有GM公司4L60E、4L80E、4T65E自动变速器，克莱斯勒公司的41TE、42RE变速器，本田雅阁MAXA变速器等。只不过早期的这些压力开关只能用来监测某一个元件(离合器或制动器)或某一个挡位油路的油压，然后电脑通过简单的以修正主油压的方式进行压力补偿。压力传感器的真正使用是在1997年左右雪铁龙系列的AL4型自动变速器上，国内的广泛应用是在富康、标致、雪铁龙等车系上，这个传感器主要是用来监测电脑通过电磁阀调节过后的系统油压。此后压力传感器在自动变速器中的应用陆续出现，如日本爱信公司早期生产的TF-60SN(在大众里称09G最早应用在奥迪TT、大众甲壳虫等车型上)和TR-60SN(在大众里称09D主要应用在大众途锐、保时捷卡宴等车型)型6挡自动变速器也使用了两个压力传感器，只不过这两个传感器仅用来监测两个离合器的真实压力，电脑也是通过修正主油压的方式来进行调控。

以上例举的是目前一些典型电液控多挡位自动变速器(AT)使用压力传感器的车型，在一些无级变速器(CVT)和机械双离合器控制变速器(DCT)的车型当中也有压力传感器的使用，如奥迪01J型和尼桑系列车型所使用的CVT就使用了两个压力传感器，而大众湿式6速DSG变速器也使用了两个压力传感器，可见使用范围之广。

无论是AT、CVT还是DCT变速器，使用压力传感器的目的只有一个，就是为了更好地控制液压系统，实现液压系统压力的精准性以达到最佳控制的要求。压力传感器是变速器真实压力信息获取的源头，在自动修正控制和智能闭环控制系统中发挥着极其重要的作用，因此其测量结果(即信息反馈结果)将直接影响着整个自动变速器系统的运行，并影响故障分析、修正决策的准确性。因此，在维修工作中应首先对压力传感器的相关知识进行详细地了解。

二、自动变速器压力传感器类型

压力传感器的种类很多，自动变速器中常见的为应变片式(也叫圆形膜片式)，如图1所示，还有少量的陶瓷隔膜式。

1　应变片式压力传感器

(1)国产别克系列车型4T65E变速器压力开关

此压力开关安装在液压控制阀体上，又被称之为手动阀位置压力开关(TFP)，因为此开关上面有6个油液压力开关，如图2所示。其中D4挡、LO低挡、REV倒挡为常开型，D3挡、D2挡和变扭器离合器TCC释放挡为常闭型，6个开关将手动阀在不同位置的系统压力及TCC状况压力反馈给电脑(PCM)，电脑则使用该信息来控制和修正管路压力、并控制变扭器离合器TCC的接合和释放以及换挡电磁阀的控制指令。

因为在维修中关于TCC的故障比例较多，这里重点说明TTCC压力释放开关。它不仅仅是一个开关同时还相当于一个诊断工具，以确认在电脑发出终止闭锁控制指令关闭开关时变扭器锁止离合器确实是关闭了。

4T65E变速器压力开关的工作原理为：手动阀液压使6个开关中的一个或多个形成开路或接地，即高电位和低电位；对于常开开关而言，当相应油路有压力时开关闭合，PCM相应端子接地。PCM收到一个低电位信号；反之PCM将收到一个高电位信号。PCM检测每个开关的状态组合，并于存储器中的记忆值进行比较，以确定手动阀的真实位置及真实压力。如果PCM没有识别到开关顺序信息则会设定诊断代码。压力开关电路图如图3所示，其信息组合如表1所示。

沃尔沃系列、别克陆尊等车型配置的新的4T65E变速器仅保留TCC释放开关，其它开关已经取缔。当压力开关中的TCC释放压力开关出现密封圈损坏或泄漏、有沉积物或碎片、开关接触处损坏、开关接触不良等故障时PCM会记录P0742故障码。

P0742故障码的设置条件为：

①当变扭器离合器处于关闭位置时，如果PCM检测到变扭器离合器释放开关仍处于关闭状态则设置P0742故障代码；

②变扭器离合器释放开关在每个行程中关闭了至少6次且每次持续4s以上时。测量开关好坏时直接用万用表测量即可。

(2)富康AL4变速器压力传感器

AL4变速器压力传感器的作用是将主油道压力信号传给变速器计算机，计算机接收到此压力信号后发出指令控制压力调节电磁阀(EPC)再重新对主油道压力进行校正。调校失效、电气故障、传感器本身出现故障后电脑会启动应急模式并点亮故障指示灯以提醒驾驶员进行故障检测和维修。

该油压传感器内部由压力应变片等组成桥式电路，应变片受到油压作用时发生变形，从而使电路产生电压信号。电脑就是通过电压信号的变化来计算变速器内部系统压力的并得以实时修正。

应变片式传感器除了自身故障原因外其电路故障也不容忽视，因此在维修中常见的电路类故障模式分析比较重要，它主要体现在以下两点：

①供桥引线(供电电源线)断路、输出信号线断路和桥路断路引起的断路故障；

②为传感器提供电压的电源工作不正常、供电电源完全不能提供标准电压、供电电压偏低或过高引起的供电电源故障，这些都会造成传感器不工作、反馈信息灵敏度下降及电流过大给应变片带来损坏等故障。

(3)压力传感器

以上4T65E变速器中的压力开关和AL4变速器压力传感器都是在4挡电液控自动变速器(AT)中使用的，奥迪01J型CVT无级变速器使用了两个压力传感器，如图4所示，分别是G193和G194。从图中可以看出，G193负责监控起步离合器的真实压力，G194负责监控链条与链轮间的接触压力。G193的控制原理为给电脑提供离合器真实的压力反馈信息，然后电脑通过与额定的离合器压力控制信息相比较，最终通过指令控制离合器压力调节电磁阀的电流来修正离合器所需的精准理想压力。G194的控制原理简单来说就是通过链轮缸内的油压来监测链条松紧度(夹紧力)，由于链条夹紧力的大小取决于输入力矩大小和行驶速度的快慢等因素。同时输入扭矩和行驶速度又都和离合器的控制有关，而离合器压力所产生的扭矩又与发动机输入扭矩成正比。因此它的闭环控制功能是通过改变离合器的压力也就相当于改变了输入扭矩，这样就变相的改变了链轮缸内的压力，最终相当于实现双重闭环控制。

无论是G193还是G194，从其整体结构上看其都属于3线应变片式传感器。通过压力的变化来反映其应变量即产生电信号的变化。电脑通过测量信号的变化计算出压力值来最终实现其闭环控制功能。当其出现故障时电控系统会记录相应的故障代码，但由于这种传感器与电脑间采用集成控制。因此在维修中需要换电脑总成。

2　陶瓷隔膜式压力传感器

大众DSG变速器是双离合器变速器，该变速器机械方面趋于传统手动变速器，但是增加了电液控装置。由于该变速器实现了自动控制功能后与发动机动力连接控制部分是采用两组湿式离合器来完成动力传递过程的。因此，在起步控制、换挡控制、匹配控制等功能中对离合器的控制要求就会很高，这款变速器中也使用了两个压力传感器G193和G194，对两个离合器K1和K2的工作压力进行实时监控，其结构与工作原理见图5。

从图5中我们可以看到压力传感器由两个平行布置的导电极板构成。上面的极板固定在陶瓷膜片上，作用在极板上的压力改变时膜片会随着弯曲；下面的极板与陶瓷基体刚性连接在一起，基体不会随压力的改变而变形。只要有压力变化，极板之间的距离就会发生改变，由此随压力的变化就会产生可靠的信号。

传感器把监测到的K1和K2压力反馈给控制单元。控制单元不断地修正离合器的工作压力，使离合器的调节压力更加精确，当出现故障时电脑则会记录故障代码并启动安全保护控制模式。由于传感器与电脑集成为一体，因此传感器出现故障时在维修中需一起更换。

三、总结

压力传感器范文第7篇

【关键词】智能压力传感器系统设计

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

一、结构设计

传感元件位于整个传感器系统之首，被监测的压力量需要通过传感元件转换为电信号才能正确进行处理，因此传感元件的好坏直接影响着传感器系统的准确运行。通常为了更好的得到信息数据会采用固态压阻式压力传感器，这种传感器体积小、精度高、灵敏度高并且具有很高的可靠性。整个固态压阻式压力传感器的核心部分是一块硅膜片，膜片周围由硅环进行固定，而膜片的两边有两个压力腔，一个是低压腔，另一个是高压腔。当膜片的两边因为存在的压力差而变形时，相应的膜片上的各点就会产生应力，从而使电阻阻值发生变化，也就会使电桥失去原有的平衡，输出相应的电压，这个电压也就反映了膜片上的压力差值。同时，在进行电阻的布置时也要根据电阻的特点进行布置，从而使电桥形成全等臂差动电桥，以提高整个压力传感系统的灵敏度。在智能压力传感器的设计中，微处理器是最核心的器件，因此在选择的时候要选择性价比高的、功能较为强大的处理器。智能压力传感器的结构框图，如图1。

二、智能压力传感器设计要点

1.正确进行安装。通常智能压力传感器的损坏都是由于安装位置的不恰当引起的，如果将传感器安装在过小或不规则的孔中，就有可能会造成传感器的震动膜受到冲击而损坏，所以要选择合适的工具加工安装孔，防止传感器在使用过程中的脱落。

2.注意误差及温度补偿。虽然智能压力传感器已经将数据误差缩小到很小了，通常情况下用来避免误差时常采用半桥差动或全桥差动的电路，以进一步缩小误差，提高输出的灵敏度。而同时全桥差动的电路也有温度补偿的作用，可以有效减小温度对于压力传感器的影响，所以得到了更广泛的应用。

三、智能压力传感器的发展方向

（1）向高智能、高精度发展。随着自动化生产技术的不断提高，对于传感器的要求也在不断提高，只有研制出高灵敏度、高精确度、高运行速度的新型压力传感器才能确保生产的高效性。（2）向高可靠性、宽温度范围发展。目前大部分的传感器工作的温度范围都在-20℃～70℃之间，远远不能够满足工业生产的需要，因此，要开发应用温度范围更广的传感器。而传感器的可靠性也直接影响到电子设备的性能，所以研制高可靠性的智能压力传感器将是永久性的方向。（3）向微型化发展。虽然现在的智能传感器应用的软件已经越来越小了，但是传感器控制仪器设备的体积却没有多大变化，只有将仪器的体积缩小，才能真正实现高效、广泛利用，这就要求生产企业开发使用新材料和新的生产加工技术，以实现设备的微型化，当然目前所使用硅材料制作的传感器体积已经很小了，但却并不能就此放弃对更多材料应用的探索。（4）高智能化。现在的智能压力传感器已经将普通传感器检测信息的功能和微处理器的信息处理功能很好的结合在了一起，但就目前形势看来应用并不广泛，所以，应该进一步探讨更多的生产技术，提高设备的智能系统，降低设备的生产成本，从而真正促进智能压力传感器的应用普及。

四、结语

智能压力传感器系统相比起普通压力传感器来说有结构简单、体积小、性能稳定、可靠性高等诸多优点，也有很高的性价比。我国智能压力传感器的应用和设计并不完善，需要投入更多的精力去进行探索，只要我们敢于尝试、敢于探索，一定能发现更加利于生产的智能压力传感器系统，以推动我国工业的发展。

参考文献

[1]王泉.智能压力传感的研究与设计[J].电子质量，2009（2）

[2]董杰.智能压力传感系统的设计[J].可编程控制器与工厂自动化，2009（9）

压力传感器范文第8篇

现代压力传感器以半导体传感器的发明为标志，而半导体传感器的发展可以分为四个阶段：

（1） 发明阶段（1945 - 1960 年） ：这个阶段主要是以1947年双极性晶体管的发明为标志。此后，半导体材料的这一特性得到较广泛应用。史密斯（C.S. Smith） 于1945发现了硅与锗的压阻效应，即当有外力作用于半导体材料时，其电阻将明显发生变化。依据此原理制成的压力传感器是把应变电阻片粘在金属薄膜上，即将力信号转化为电信号进行测量。此阶段最小尺寸大约为1cm。

（2） 技术发展阶段（1960 - 1970 年）：随着硅扩散技术的发展，技术人员在硅的（001） 或（110）晶面选择合适的晶向直接把应变电阻扩散在晶面上，然后在背面加工成凹形，形成较薄的硅弹性膜片，称为硅杯。这种形式的硅杯传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定性好、成本低、便于集成化的优点，实现了金属-硅共晶体，为商业化发展提供了可能。

（3） 商业化集成加工阶段（1970 - 1980 年）：在硅杯扩散理论的基础上应用了硅的各向异性的腐蚀技术，扩散硅传感器加工工艺以硅的各向异性腐蚀技术为主，发展成为可以自动控制硅膜厚度的硅各向异性加工技术，主要有V形槽法、浓硼自动中止法、阳极氧化法自动中止法和微机控制自动中止法。由于可以在多个表面同时进行腐蚀，数千个硅压力膜可以同时生产，实现了集成化的工厂加工模式，成本进一步降低。

（4） 微机械加工阶段（1980 年- 至今）：上世纪末出现的纳米技术，使得微机械加工工艺成为可能。通过微机械加工工艺可以由计算机控制加工出结构型的压力传感器，其线度可以控制在微米级范围内。利用这一技术可以加工、蚀刻微米级的沟、条、膜，使得压力传感器进入了微米阶段。

二、压力传感器国内外研究现状

从世界范围看压力传感器的发展动向主要有以下几个方向。

（1）光纤压力传感器。这是一类研究成果较多的传感器，但投入实际领域的并不是太多。它的工作原理是利用敏感元件受压力作用时的形变与反射光强度相关的特性，由硅框和金铬薄膜组成的膜片结构中间夹了一个硅光纤挡板，在有压力的情况下，光线通过挡板的过程中会发生强度的改变，通过检测这个微小的改变量，我们就能测得压力的大小。这种敏感元件已被应用与临床医学，用来测扩张冠状动脉导管气球内的压力。可预见这种压力传感器在显微外科方面一定会有良好的发展前景。同时，在加工与健康保健方面，光纤传感器也在快速发展。

（2）电容式真空压力传感器。E H公司的电容式压力传感器是由一块基片和厚度为0. 8～2. 8mm的氧化铝（Al2O3）构成，其间用一个自熔焊接圆环钎焊在一起。该环具有隔离作用，不需要温度补偿，可以保持长期测量的可靠性和持久的精度。测量方法采用电容原理，基片上一电容CP位于位移最大的膜片的中央，而另一参考电容CR 位于膜片的边缘，由于边缘很难产生位移，电容值不发生变化，CP的变化则与施加的压力变化有关，膜片的位移和压力之间的关系是线性的。遇到过载时，膜片贴在基片上不会被破坏，无负载时会立刻返回原位无任何滞后，过载量可以达到100%，即使是破坏也不会泄漏任何污染介质。因此具有广泛的应用前景。

（3）耐高温压力传感器新型半导体材料碳化硅（SiC） 的出现使得单晶体的高温传感器的制作成为可能。Rober. S.Okojie报导了一种运行试验达500 ℃的α（6H） SiC 压力传感器. 实验结果表明，在输入电压为5V ，被测压力为6.9MPa 的条件下，23500 ℃时的满量程输出为44. 66～20. 03mV ，满量程线度为20. 17 % ，迟滞为0. 17%。在500 ℃条件下运行10h ，性能基本不变， 在100 ℃和500 ℃两点的应变温度系数（ TCGF） ， 分别为20. 19%/ ℃和- 0. 11 %/ ℃。这种传感器的主要优点是PN结泄漏电流很小，没有热匹配问题以及升温不产生塑性变行，可以批量加工。Ziermann ，Rene 报道了使用单晶体n 型β- SiC材料制成的压力传感器，这种压力传感器工作温度可达573K，耐辐射。在室温下，此压力传感器的灵敏度为20. 2muV/ VKPa。

（4）硅微机械加工传感器。在微机械加工技术逐渐完善的今天，硅微机械传感器在汽车工业中的应用越来越多。而随着微机械传感器的体积越来越小，线度可以达到1～2mm，可以放置在人体的重要器官中进行数据的采集。Hachol ，Andrzej；dziuban，Jan Bochenek报道了一种可以用于测量眼球的眼压计，其膜片直径为1mm。在内眼压为60mmHg 时，静态输出为40mV ，灵敏度系数比较高。

（5）具有自测试功能的压力传感器。为了降低调试与运行成本，Dirk De Bruyker等人报道了一种具有自测试功能的压阻、电容双元件传感器，它的自测试功能是根据热驱动原理进行的，该传感器尺寸为1. 2mm ×3mm×0. 5mm ，适用于生物医学领域。

（6）多维力传感器。六维力传感器的研究和应用是多维力传感器研究的热点，现在国际上只有美、日等少数国家可以生产。在我国北京理工大学在跟踪国外发展的基础上，又开创性的研制出组合有压电层的柔软光学阵列触觉，阵列密度为2438tactels/cm2 ，力灵敏1g ，结构柔性很好，能抓握和识别鸡蛋和钢球，现已用于机器人分选物品。

三、压力传感器的发展趋势

当今世界各国压力传感器的研究领域十分广泛，几乎渗透到了各行各业，但归纳起来主要有以下几个趋势：

（1）小型化目前市场对小型压力传感器的需求越来越大，这种小型传感器可以工作在极端恶劣的环境下，并且只需要很少的保养和维护，对周围的环境影响也很小，可以放置在人体的各个重要器官中收集资料，不影响人的正常生活。如美国Entran公司生产的量程为2～500PSI 的传感器，直径仅为1. 27mm ，可以放置在人体的血管中而不会对血液的流通产生大的影响。

（2）集成化压力传感器已经越来越多的与其他测量用传感器集成以形成测量和控制系统。集成系统在过程控制和工厂自动化中可提高操作速度和效率。

（3） 智能化由于集成化的出现，在集成电路中可添加一些微处理器，使得传感器具有自动补偿、通讯、自诊断、逻辑判断等功能。

（4） 广泛化压力传感器的另一个发展趋势是正从机械行业向其他领域扩展，例如：汽车元件、医疗仪器和能源环境控制系统。

压力传感器范文第9篇

关键词 单片集成 压力传感器 信号处理

中图分类号：TP212 文献标识码：A

0前言

随着科学技术的迅速发展，传感器技术也逐渐应用到国民经济的各个领域，从汽车电子到医疗设备，传感器技术随处可见。因此，提高传感器和检测电路的整体性能是非常有必要的。集成单片硅传感器，有效地将传感器与放大、运算以及温度补偿等环节一体化，组装成一个器件，既减少了成本，又提高了可靠性。

1电路硬件设计

压力传感器混合信号调理电路包括模拟部分和数宇部分。模拟电路包含：恒流源电路、放大电路和滤波电路。其中，恒流源电路为压力传感器供电；放大电路对传感器的输出信号进行放大并归一化；滤波电路抑制放大输出信号中的干扰。数宇电路包括开关量控制电路和RS232通信电路，RS232通信电路主要用于下位机与上位机的通信。混合信号调理电路整体框图如图1所示。

1.1恒流源电路设计

用恒流源供电时，由于采用的传感器具有灵敏度温度自补偿功能，无需外加电路补偿，简化了电路，节省了成本，恒流源供电电路如图2所示。

图中C点电压Vc是稳定的电压，由运放的“虚短、虚断”原理可知：B点电压VB=VC，则给传感器供电的电流激励I=VB/R需要注意的是，运算放大器的负载包含传感器电阻桥和电阻R，其中电阻桥1、3端所对应的阻值很大，同时电阻桥的电阻值随温度而改变，因此这两端的压降也会很大，再加上R的压降后会更大，因此运算放大器输出电压的最大幅值必须足够大。

1.2运算放大电路设计

仪表放大器具有高输入阻抗、低输出阻抗、高共模抑制比。通常，由集成运算放大器构成的仪表放大器价格较低，适应性较宽；单片式结构在生产时已经调整到很高的精度，但是价格比较昂贵。为了降低成本，采用三运放仪表运算放大电路。

1.3滤波电路设计

干扰抑制包括RC滤波电路以及软件编写的数宇滤波。RC滤波电路是为了抑制广谱噪声和模数转换前的抗混叠噪声；而软件编写的数宇滤波是为了使单片机的采集信号更准确。

RC滤波电路采用二阶RC有源低通滤波电路，RC有源滤波器的谐振频率可由RC网络任意设定，网络的损耗由运算放大器补偿。

1.4 RS232通信电路设计

RS232通信是PC机与单片机用2根线方式进行全双工异步通讯。由于AVR单片机输入输出电平为TTL电平，PC机配置的是RS232标准串行接口，二者电气规范不一致，因此必须进行电平转换。MAX232芯片是一种新类型的电平转换器，仅需+5 V电源供电。这种电平转换器可将2路TTL电平转换成RS232电平，也可将2路RS232电平转换成TTL电平。

2软件设计

软件分2部分：单片机程序和上位机串口通讯程序。单片机程序要完成上电初始化、数宇滤波、ADC采集、开关量控制和与上位机的通讯。上位机将设定的开关量通过RS232电路传给单片机，并保存在EEPROM中，传感器输出的压力值经过混合信号调理电路放大以及归一化后，单片机对其进行模数转换，将转换得到的结果与EEPROM中的值比较，根据结果所在的开关阂值范围，打开相应的开关量。

上位机串口通讯程序实现开关量的设定功能。通讯过程中数据都是以宇符型进行传输，这样就能避免控制宇符和数据的重复，使通讯更安全。上位机的程序是用Visual C ++提供的MFC编写，MFC中的MSComm控件通过串行端口传输和接收数据Csl，为应用程序提供串行通讯功能。

3总结

本文提出对称结构的放大器结构具有较高的共模抑制比，能够减小传感器输出的零点漂移，并可通过调零电阻对零点漂移进行一定的补偿。而且输出线性度良好，能够很好地处理传感器的弱信号。本文工作对高性能单片压阻式压力传感器的设计具有重要的指导意义。

参考文献

[1] 程维维.基于薄膜体声波谐振器（FBAR）技术的无线传感集成系统研究[D].浙江大学，2015.

[2] 李思颖，张正元，汤洁，丁大胜，张皓博.一种单片集成压力传感器信号调理电路的设计[J].微电子学，2014（01）：78-80+100.

压力传感器范文第10篇

【关键词】压力传感器；检测；线性；设计；研究

1.引言

对压力的检测在测量以及相关的工程领域具有重要的应用。重量压力是自然界中重要的基本物理量，实现对压力的测量在实际系统中就显得尤为重要。压力测量一般包含信号采集、信号的调理以及控制输出等组成部分，可以构成工业检测以及生活中的多种产品应用，

2.压力传感器特性分析

2.1 压力传感器基本特性

压力传感器是工业系统中最为常用的基本测试元件之一。可以实现压力到模拟电信号之间的能量形式转换。目前广泛应用的压力传感器都是采用压电效应制作而成。现代电子设计系统中要求具有电学输出，目前应用较为广泛的是半导体压力传感器，随着MEMS技术的不断进步，半导体压力传感器呈现出功耗不断降低、可靠性不断增强的特点。半导体压力传感器主要有半导体电阻型以及净电容量两种基本类型，其核心原理都是通过电压改变本身的参数，从而达到改变输出电气信号的目的。对于压力传感器一般从最大压力范围、线性度以及压力迟滞等多个方面进行评估。在实际的应用中要能够保证产品的工作范围在传感器压力测量范围之内，同时要能够以良好的线性度保证测量的精度度。

2.2 压力传感器特性测试

以目前广泛使用的MOTOROLA公司的MPXAZ6115A压力传感器为例，对其输出特性（输出电压与压力以及工作环境温度、转换误差之间的关系）。MPXAZ6115A对于工作环境温度、湿度的影响具有较强的抑制作用，在工作温度较高的情况下也能够保持较高的转换精度，在0-85°C的温度范围内能够保证不超过1.5%，同时产品能够与处理器以及控制器完全兼容，并具有适合精密产品开发的SMT封装形式。其内部电路原理图如图1所示。

对于压力传感器的测试主要是对其压力以及输出电压的线性度进行测试，在测试中温度也是影响压力传感器输出的重要因素，在因此在测试过程中采用在最低温度、典型室温以及最大温度下的测量，对传感器在其温度工作范围进行了测试，考虑到其参数得到的测试曲线如图2所示。

3.压力传感器的应用研究设计

3.1 压力传感器的应用研究

压力传感器在航空器高度检测、工业控制、发动机控制以及日常生活压力测试中具有重要的应用。在航空器的高度检测中可以通过测量空气的压强，并以此为依据来得出实时的高度，同时在工业控制中也需要对压力进行检测，控制系统的工作状态。日常生活中测量压力的电路原理图如图3所示。

在本产品的设计中，采用了电桥电路有效提升了测试精度，同时采用了基于IC1，IC2以及IC3的差分运算放大器有效抑制了电路工作过程中共模干扰，最后通过IC4组成的运放将输出电压进行规划，保证符合AD电路的输入要求，最后控制器控制显示单元进行重量测量结果的显示。

3.2 压力传感器应用过程中的误差处理

压力传感器的转换精度对于电路测量的效果具有重要的影响。首先是在压力测量范围内，由于垂直方向的位移量保持恒定，因此在变频器扩散以及激光调节中将会产生一定的偏移量误差，其次就是线性度误差，该误差的产生原因在于硅片的物理非线性，但对于带放大器的传感器，还应包括放大器的非线性。线性误差曲线可以是凹形曲线，也可以是凸形曲线称重传感器。同时还有灵敏度误差，所谓灵敏度的误差就是压力的大小与误差的大成正比，因此传感器的输出就必须就是一个复杂函数，误差的产生原因在于扩散过程的变。

对于压力传感误差的处理有硬件电路优化以及软件补偿两个方面。硬件电路主要是应用性能优越的芯片、电子元器件进行电路性能的优化。如采用差分电路减小输出的共模干扰，应用电桥进行测试精度的提升等。软件补偿就是应用微处理器的丰富软件功能，根据误差的特点，设计相应的算法，对传感器带来的误差进行有效的修正。软件补偿算法中一般采用曲线拟合以及表格两种方案。采用曲线拟合的方案时，可以使用切比雪夫法进行误差估计以及估计函数的建立，或者采用最小二乘法进行最佳拟合直线或者多项式曲线拟合，目前随着计算机处理以及MCU处理能力的不断提升，广泛采用的最小二乘法进行曲线的拟合，通过软件的补偿可以对测试系统的误差进行有效修正，减小测试过程中传感器转换误差带来的影响。

4.结论

作为工业控制、产品设计以及日常生活中重要的基本物理量，重量的测量具有重要的意义。压力传感器能够实现压力信号与电信号之间的转换。在设计过程中，首先要根据测量要求选择参数合理的传感器，并对传感器进行特性检测，总结输入与输出之间的函数关系，为软件设计提供重要的参考。同时在设计过程中，要能够采用硬件电路优化以及软件补偿的方案，对测量过程中的干扰进行有效的抑制，提升产品的精度。

参考文献

[1]卞金洪.王吉林.周锋.高精度压力传感器中温度补偿技术研究[J].哈尔滨理工大学学报，2011（6）.

[2]李世维.刘君华.王群书.降低多传感器交叉敏感的法方程组方法[J].西安交通大学学报，2009（6）.

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[4]周鸣争，楚宁.一种基于能量约束的传感器网络动态数据融合算法[J].仪器仪表学报，2007（01）.

[5]孙以材，刘玉岭.自平衡电桥激励的压力传感器零点输出信号的电漂移特性[J].电子学报，2000（11）.

基金项目：江苏省高等职业院校国内高级访问学者计划资助项目（2013）。