壓阻式壓力傳感器

　　硅基壓阻式壓力傳感器由薄型膜片制成，在膜片中嵌入電阻器，形成惠斯登電橋。當壓力施加于膜片上時，電阻率因機械應(yīng)力(壓阻效應(yīng))而產(chǎn)生變化。通過在橋電路上施加電壓，可產(chǎn)生一個與壓力成正比的傳感器輸出信號。

　　硅

　　硅對于制造壓阻式壓力傳感器芯片大有益處。得益于單晶結(jié)構(gòu)，加載壓力之后，硅不會發(fā)生塑性變形，而會恢復(fù)到其初始狀態(tài)，且無變形。因此，硅幾乎完全避免材料疲勞與遲滯效應(yīng)的出現(xiàn)。植入硅傳感器膜片的半導(dǎo)體電阻即便對最小的壓力亦具有很高敏感度，允許僅有數(shù)毫巴的滿量程范圍。

　　溫度效應(yīng)

　　溫度效應(yīng)決定輸出信號的最大偏差，該等偏差因在傳感器工作溫度范圍內(nèi)相對于參考溫度(25 °C)的溫度變化而引起。通過區(qū)分偏移溫度效應(yīng)與跨度溫度效應(yīng)，溫度效應(yīng)通常被定義為溫度系數(shù)，表示為%每攝氏度。產(chǎn)生溫度效應(yīng)的原因可能是介質(zhì)的溫度變化，亦可是環(huán)境溫度的變化。

　　數(shù)字信號處理

　　ZHYQ變送器具有數(shù)字信號調(diào)理功能的壓力傳感器能夠電子化校正傳感器信號并同時補償所有誤差源(如偏移量、跨度、溫度影響、非線性和遲滯性等)。

　　該壓力傳感器能夠放大來自測量電橋的模擬毫伏壓力信號及對應(yīng)溫度信息，并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。微控制器使用一種特殊數(shù)學(xué)算法與業(yè)已存儲在微控制器內(nèi)存中的傳感器具體補償系數(shù)，計算校正壓力值。這些確切系數(shù)均已由溫度和生產(chǎn)過程中每個設(shè)備的壓力循環(huán)確定。作為模擬電壓輸出信號，最終的傳感器信號可經(jīng)由數(shù)字總線接口提供。

　　總精度/總誤差帶

　　傳感器在溫度補償范圍內(nèi)的最大總誤差。得益于ZHYQ的壓力傳感器，總精度包括來自偏移、跨度校準、溫度效應(yīng)、非線性和遲滯性引起的所有誤差�？偩�度也稱為總誤差帶。

　　遲滯性

　　遲滯性是指在相同工作條件下，在同一次校準中對應(yīng)同一次輸入量的正行程與反行程其輸出值間的最大偏差。

　　非線性

　　非線性系指在指定工作壓力范圍內(nèi)，傳感器輸出與規(guī)定直線之間的最大偏差。該直線可采用不同方法確定，例如最佳擬合直線或終端基準線。最佳擬合直線是使樣本點到該直線的正行程與反行程達到最小的直線(最小二乘法)。終端基準線則貫穿傳感器輸出的起點與終點。使用終端基準線計算而得的非線性可與使用最佳擬合直線而得的非線性等大。

　　重復(fù)性

　　重復(fù)性是指在相同工作條件下，傳感器壓力值在同一方向(增大或減小壓力)做連續(xù)重復(fù)測量所得的重復(fù)輸出讀數(shù)之間的最大偏差。

　　比例式輸出信號

　　比例式壓力傳感器的輸出信號與電源電壓成正比。例如，對于一個輸出值為0.5至4.5伏的傳感器，如果其電源電壓由5伏增大10%至5.5伏時，其輸出信號亦增大10%至0.55至4.95伏。與此相反，配有內(nèi)部基準電壓的傳感器，其輸出信號與電源電壓之間并無比例關(guān)系。

　　耐受壓力

　　耐受壓力是可施加于傳感器上而不會引起傳感元件的電氣參數(shù)產(chǎn)生持久變化的最大壓力。暴露于大于壓力傳感器本身最大耐受壓力的環(huán)境可導(dǎo)致傳感器規(guī)定性能指標永久改變。

　　爆裂壓力(Burstpressure)

　　爆裂壓力是可施加于傳感器上而不會損壞傳感元件或產(chǎn)生殼體泄漏的最大壓力。

　　位置靈敏度

　　僅有數(shù)毫巴極低壓力范圍的硅壓阻式壓力傳感器內(nèi)置一張超薄膜片。該膜片亦可能顯示出對力的敏感性，但該敏感性并非由所施加的壓力而引起，而是由傳感器位移和改變位置而造成。

　　絕對壓力

　　絕對壓力是相對自由空間真空(零壓力)而言的壓力。在實踐中，絕對壓阻式壓力傳感器測量相對于高真空參考壓力的壓力。該高真空室密封于其傳感膜片的背后。相比待測壓力，該真空可忽略不計。

　　差壓

　　差壓是任何兩個過程壓力之間的差值。差壓傳感器配有兩個獨立的壓力端口，經(jīng)校準后可用于測量正壓差與負壓差(雙向壓力測量)。

　　相對壓力

　　相對壓力是以環(huán)境大氣壓力為起點測得的壓力值。海平面的平均氣壓力為1013.25毫巴。因天氣條件或高度而引致的大氣壓力變化會直接影響相對壓力傳感器的輸出，因此需進行補償。

　　真空

　　低于大氣壓力的壓力被稱為負壓或真空表壓。通常情況下，真空是指一種幾乎不存在任何物質(zhì)的空間狀態(tài)。根據(jù)其質(zhì)量，真空類型可分為低真空、高真空和超高真空。

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