Kernprinzipien
Drucksensoren erkennen Mediumdruckänderungen und verwandeln sie in messbare elektrische Signale, die im allgemeinen in drei Kategorien unterteilt werden:
Druckwiderstandstyp: Mit dem Druckwiderstandseffekt des Halbleitermaterials ändert sich der Widerstandswert, wenn sich der Druck ändert, und das Spannungssignal wird über die Whistlestone-Brücke ausgegeben. Zum Beispiel integrieren MEMS-Druckwiderstandssensoren Druckwiderstandselemente auf Siliziumfilmen mittels mikromechanischer Verarbeitungstechnik mit hoher Empfindlichkeit und eignen sich für niedrige Druckmessungen (z. B. 0-1MPa).
Pinezoelektrisch: Basierend auf der positiven Pinezoelektrischen Wirkung des Pinezoelektrischen Materials erzeugt der Druck eine elektrische Ladung, die im Verhältnis zum Druck liegt. Zum Beispiel werden Quarzkristalle oder PVDF-Sensoren häufig für dynamische Druckmessungen (z. B. Vibrationen, Schläge) verwendet, aber in Verbindung mit Ladungsverstärkern und können keinen statischen Druck messen.
Kapazitativ: Durch Druckveränderung des kondensativen Polabstands oder der dielektrischen Konstante ändert sich der Kapazitätswert mit dem Druck. Zum Beispiel verwendet ein keramischer kondensativer Sensor eine keramische Membran mit einer festen Elektrode, die einen Kondensator bildet, der eine gute Stabilität hat und für mittlere und hohe Spannungsszenarien geeignet ist (z. B. 1-60MPa).
Wichtige Leistungsparameter
Messbereich: Je nach Anwendungsszenario (z. B. Luftdruckmessung 0-100kPa, Hydrauliksystem 0-100MPa).
Genauigkeit: einschließlich Linearität, Verzögerung und Wiederholbarkeit, der kombinierte Fehler wird in der Regel als Prozentsatz des vollen Skalenbereichs ausgedrückt (z. B. ± 0,5% FS).
Ausgangssignal: Analoge Ausgänge (z. B. 4-20mA, 0-5V) sind stark störungsbeständig und digitale Ausgänge (z. B. I²C, RS485) sind einfach zu integrieren.
Medienkompatibilität: Die chemische Kompatibilität des Sensors mit dem Messmedium muss berücksichtigt werden (z. B. für korrosive Flüssigkeiten muss Edelstahl oder Keramik verwendet werden).
Auswahlanleitung
Niederdruckszenarien (z. B. Medizingeräte, HVAC): Druckwiderstands-MEMS-Sensoren mit geringem Volumen und niedrigen Kosten.
Dynamischer Druck (z.B. Motorprüfung, Explosionsschläge): Elektrischer Sensor für eine schnelle Reaktion (Mikrosekunden).
Industrieszenarien mit mittlerem und hohem Druck (z. B. Hydrauliksysteme, Petrochemie): Wählen Sie einen Keramikkondensator oder einen diffusen Siliziumsensor für hohe Druckbeständigkeit und hohe Stabilität.
Rare Umgebung (z. B. hohe Temperaturen, starke Korrosion): Wählen Sie Keramik- oder Edelstahlverpackungen, Schutzklasse bis IP67 oder höher.
Beispiel: Für die Messung des Wasserstandes im Tank (Druckbereich 0-0,1 MPa), optionaler Druckwiderstandssensor (Bereich 0-0,2 MPa, Ausgang 4-20 mA); Bei der Überwachung des Motorschockdrucks (transienter Hochdruck) ist ein piezoelektrischer Sensor (Rang 0-50MPa, Reaktionszeit <1μs) erforderlich.