压力传感器工作原理

单晶式压力传感器
如先前所述的，单晶式传感器就是那些集压力感测与转换作用于单一组件上的压力传感器。压力－移动量－电压之间的转换是以下列方法中之一种来完成：
(a) 电容式压力传感器：待测压力使得陶瓷膜片弯曲情形，如此就能改变组件的电容量，借着加入必须的电子电路，尽可能将此变形与压力之变化互成关系。因此电容量的变化即比例于压力的变化。(b)压阻式或"厚膜"压力传感器：这种转换器的动作原理乃应用压阻效应，此当材料受到变形时，它的电阻会随着改变。使用厚膜技术将四个电阻连接成惠斯登电桥的型式，安置于氧化铝(Al2O3)膜片上。当待测压力促使膜片变形时，电桥的差电压输出是随着改变。

(c) 半导体压力传感器：此种装置也是应用压电效应与电桥电阻形式获得量测结果，在硅支撑物上利用扩散的方法，用以产生膜片，包含电桥电阻的单元以静电处理固定在支撑玻璃上。所以，它就与外界形成机械性的隔离。当硅质膜片偏向时，电桥的输出就随着改变。(d) 压电式压力传感器：这种转换器的动作原理乃应用压电效应，此指当许料受到压迫(力或压力)时会产生电压的性质。这些性质被用来做高频时的压力测量以及声音位准的测量(在此种应用上，最有名的为"晶体式麦克风")。

压力传感器之规格与性能比较
★ 由于有各种不同型态的压力(绝对压力、差压力、表压力)，需要利用传感器来做测量。所以了解那些会影响到传感器使用的其它外围特性是很重要的一件事。因此，对于明了接触到传感器的待测物是为液体或气体，就显得很重要。做为流体测量所使用的传感器，当待测流体有可能损坏传感器时，其应用就不同于那些普通的传感器。其它的重要的因子是测量范围(以bar、psi、Atm等单位来表示)。亦即，在能够维持测量规格精确度要求下传感器可以量测的压力范围。测量范围可以是单极性(压力或真空)或
双极性。
★ "过压力"(over pressure)或"试验压力"(proof pre-ssure)( 传感器可以接受而不招致损坏的最大压力)在传感器的选择中相当的重要。对于操作温度范围的了解也很重要。待测的液体或气体物质的温度，绝不能超过传感器的操作温度范围。

其它与温度有关的外围因子为温度误差。亦即，在测量规格的某一给定的精确度之内，温度所能变动的范围。另外一个因子为储
存温度。其它会影响转换器选择的因子为振动、热疲乏与温度等。最重要的特性为：线性度、灵敏度、稳定度、重复能力与迟滞性。
线性度：转换器指示值与最佳直线间的偏移量。此参数通常是以额满值得百分数来表示。
灵敏度：(或分辨率)，可产生一输出信号值的最小输入变动值。以每单位输入的输出信号大小来表示(mv/PSI)。
稳定度：当待转换量(在固定的温度下)在输入端维持固定值时，传感器所能维持输出信号的能力。在某一给定范围内的稳定度，通常是以额满值得百分数来表示。

重复能力：在不同的时间内，相同的待转换量出现在输入端时，传感器重新产生输出信号的能力。重复能力通常是以额满值得百分数来表示。
迟滞性：相同的压力，分别以相反的方向加到传感器，传感器所指示之两个读值间的最大差值。
对于界面系统而言，较重要的因素有激励电压、F.S.O.、以及单位压力的灵敏度。
激励电压：用以传送功率给传感器的电源电压。
★ F.S.O.：(满刻度输出)在相关的压力范围之限制下，介于传感器输出电压间的差值。
单位压力的灵敏度：当压力改变一个单位值时，输出电压的相对变化值。
★ 对于某些传感器相关于满刻度压力的输出电压是以供给电压的函数来定，此值以mv/v来表示。当满刻度压力加到传感器且激励电压为一个单位值(伏特)时，传感器所指示的输出值(mv)。