压力传感器的工作原理及相关介绍（一）

随着自动化技术的进步，在工业设备中，除了液柱式压力计和弹性式压力表外，目前更多采用的是可将压力转换成电信号的压力传感器。

压力传感器作为工业实践中最常用的一种传感器，主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器称为压电传感器。
我们知道晶体是具备各向异性的，非晶体是各向同性的。某些晶体介质当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时，就会产生极化效应；而当机械力撤掉之后，就又会重新回到不带电的状态，只有受到压力的时候，某些晶体可能产生出电的效应，这就是所谓的极化效应。科学家就是根据这个效应原理研制出了压力传感器。制作压电传感器使用的压电材料主要包括有石英和酒石酸钾钠以及磷酸二气胺。其中石英(二氧化硅)是一种天然晶体，压电效应就是在二氧化硅中发现的，在一定的温度范围之内压电性质会一直保持存在，但温度超过这个范围的话，压电性质就会完全消失。由于随着应力的变化电场变化相对微小，所以石英逐渐被其他的压电晶体所代。而酒石酸钾钠虽然具有较大的压电灵敏度和压电系数，但是它使用范围确定它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二气胺属于人造晶体，能够承受高温和相当高的湿度，所以已经得到了广泛的应用。在现在压电效应也应用在多晶体上,比如现在的压电陶瓷,包括钛酸钡压电陶瓷、PZT铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。压电传感器的主要工作原理是压电效应，压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷只有在回路具有无限大的输入阻抗时才能够得到保存。实际的情况却并不相同，所以这就导致了压电传感器只能够去测量动态应力。压电传感器主要应用在速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种目前常用的加速度计。它具有结构简单体积小、重量轻且使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机汽车、船舶桥梁和建筑的振动和冲击测量中广泛的应用，特别是航空和宇航领域中更有它的特既可以用来测量大的压力，当然也可以用来测量比较微小的压力。压电式传感器同样在生物医学测量中广泛应用，比如说心室导管式微音器等医用器械。

除了压电传感器，压阻传感器也是利用压阻效应制造出来的，应变式传感器则是利用的应变效应，这些不同的压力传感器通过利用不同的效应和材料，得以在不同的场合能够发挥它们对应的用途。压电式传感器不但可以用来测量发动机内部燃烧压力与真空度，同样也可以用于军事工业，比如说用来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间膛压变化和炮口的冲击波压力。