谁知道压力传感器的发展历史及其原理
2023-04-09本文主要是 谁知道压力传感器的发展历史及其原理 相关的知识问答，如果你也了解，请帮忙补充。
压力传感器是工业设备中常见的仪器仪表，在石油、化工、电、钢铁、轻工等工作的压力测量及现场控制中运用非常广泛，是控制工业进程和压力改动的重要原件。压力传感器直接与被测介质相接触的现场表面，常常在高温低温腐蚀振动冲击等环境中工作。
压力传感器的发展大致可以划分为四个阶段
1、早期的压力传感器由于采用大位移式工作原理，因此精度低且粗笨，比如曾大量生产的水银浮子式差压计及膜盒式差压传感器。
2、20世纪中期出现了精度稍高的力平衡式差压传感器，反应力小，规划凌乱，可靠性、稳定性和抗震性均较差。
3、20世纪70年代中期，跟着新工艺、新材料、新技术的出现，尤其是电子技术的迅猛展开出现体积细巧、规划简略的位移式压力传感器。
4、90年代科学技术迅猛展开，这些传感器测量精度而且逐渐向智能化展开数字信号传输更有利于数据搜集，压力传感器开至今已有电容式传感器、涣散硅压阻式传感器、差动电感式传感器和陶瓷电容式传感器等不一样类型。
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压力传感器原理
压力变送器感受压力的电器元件一般为电阻应变片，电阻应变片是一种将被测件上的压力转换成为一种电信号的敏感器件。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的黏合剂紧密地粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。
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参考知识1 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）与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，扩散硅传感器其加工工艺以硅的各项异性腐蚀技术为主，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-）
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。
未来的发展趋势
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
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
集成化压力传感器已经越来越多的与其它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
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
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它领域扩展，例如：汽车元件、医疗仪器和能源环境控制系统。
5标准化
标准化传感器的设计与制造已经形成了一定的行业标准。
压力传感器(Pressure Transducer)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。
压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。按不同的测试压力类型，压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。
压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业，下面就简单介绍一些压力传感器的应用实例。
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