第1个回答 2013-04-10
力敏元件及传感器的分类 能感受力并按一定规律将其转换成可用输出信号的器件或装置称为力敏传感器。通常由力敏元件及转换元件组成。力敏元件是指力敏传感器中能感受(或响应)力的元件；转换元件是指力敏传感器中能将力敏元件感受的力转换成适于传输和测量信号的元件。 力包括重力、拉力、压力、力矩、压强等物理量。力敏元件及传感器广泛用于各工业生产部门和科学实验研究。 多数情况下，传感器的输出采用电量的形式(电流、电压、电阻、电脉冲等)，但是要把力变换成电量有时并不那么容易。以压电传感器为例，压电元件能把力直接变成电量，但由于元件分散性大，绝缘阻抗有限，测量小力值困难，因而使用时受到一定的限制。现在一般先通过弹性元件，力先作用在弹性元件上，弹性元件再作用在压电元件上，变换成电量。即需进行两级变换。力首先变换成弹性元件的形变，然后把弹性元件的形变变换成压电元件的形变，从而得到电量。这种传感器中，弹性元件是力敏元件，压电元件实际是转换元件。但由于它能感受由弹性元件传递给它的力，所以也是力敏元件。且这类传感器的特性主要由压电元件决定，所以通常认为这类传感器中的力敏元件是压电元件。这种情况不仅在压电式力传感器中存在，还有些别的力传感器中也有类似的情况，如应变式力传感器中通常总是以应变片作为力敏元件来研究，而不是以其中的弹性元件来代表的。 有的力敏元件，如应变片，虽然也作为商品单独出售，但实际使用时往往将其组装成传感器或变送器出售(输出为规定的标准信号的传感器称为变送器)。多数情况下，力敏传感器中采用两级或两级以上的变换，第一级变换几乎都用弹性元件。这种情况一方面使力敏传感器的结构变得复杂，但另一方面也增加了传感器设计的自由度。 力敏元件及传感器品种规格繁多，可以按不同的方法进行分类，如按被测量进行分类：力传感器（包括：荷重传感器、拉力传感器、扭矩传感器）、压力传感器（表压传感器、绝压传感器、密封压力传感器）、差压传感器、液位传感器。 这种分类便于使用单位了解、选用所需的传感器，但每种传感器中，由于工作原理不同，又分成许多品种。如压力传感器有力平衡式、应变式、压阻式、压电式、电容式、电感式、振弦式等等，每一种还可细分，如电容式包括金属膜片型、陶瓷(镀金属膜)型、极片位移型、硅电容型等，而液位传感器也可分为力平衡式、应变式、压阻式、压电式、电容式、电感式、振弦式等等完全相同的类型，每一类型也可细分成类似的类型，所以这样分类交叉很多，很繁杂。现在多数场合是按工作原理进行分类：应变式力敏元件及传感器、压阻式力敏元件及传感器、电容式力敏元件及传感器、压电式力敏元件及传感器、电感式力敏元件及传感器、谐振式力敏元件及传感器寸振筒式力敏传感器。 压力检测的基本方法
根据不同工作原理，压力检测方法可分为如下几种：
(1) 重力平衡方法 这种方法利用一定高度的工作液体产生的重力或砝码的重量与被测压力相平衡的原理，将被测压力转换为液柱高度或平衡砝码的重量来测量。例如液柱式压力计和活塞式压力计。 (2) 弹性力平衡方法 利用弹性元件受压力作用发生弹性变形而产生的弹性力与被测压力相平衡的原理，将压力转换成位移，通过测量弹性元件位移变形的大小测出被测压力。此类压力计有多种类型，可以测量压力、负压、绝对压力和压差，应用最为广泛。 (3) 机械力平衡方法 这种方法是将被测压力经变换元件转换成一个集中力，用外力与之平衡，通过测量平衡时的外力测知被测压力。力平衡式仪表可以达到较高精度，但是结构复杂。 (4) 物性测量方法 利用敏感元件在压力的作用下，其某些物理特性发生与压力成确定关系变化的原理，将被测压力直接转换为各种电量来测量。如应变式、压电式、电容式压力传感器等等。