美國(guó)PCB力傳感器使用接線圖200B05 200C20產(chǎn)品信息服務(wù):PCB壓力傳感器介紹 壓電式壓力傳感器常用來測(cè)量動(dòng)態(tài)壓力，一般不適用于靜態(tài)壓力的測(cè)量。動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量(典型應(yīng)用如湍流，，彈道和發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒等)需要用到有特殊功能的傳感器，包括快速響應(yīng)，外殼堅(jiān)固，高剛度，可擴(kuò)展量程和可以測(cè)量準(zhǔn)靜態(tài)壓力的能力。

PCB生產(chǎn)和制造兩種類型的動(dòng)態(tài)壓力傳感器，電荷型以及ICP電壓型。電荷型壓力傳感器輸出高阻抗的電荷信號(hào)，ICP電壓型傳感器特點(diǎn)是內(nèi)置集成放大電路，可以將高阻抗電荷信號(hào)轉(zhuǎn)換成低阻抗電壓輸出。

傳感器結(jié)構(gòu) 壓電型壓電傳感器有各種外觀尺寸和螺紋結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不同的壓力測(cè)量安裝要求。大多數(shù)傳感器使用石英晶體作為敏感元件，以保證操作的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。石英晶體通常在殼體內(nèi)部進(jìn)行預(yù)緊，以保證傳感器具有良好的線性度。電氣石是另外一種穩(wěn)定的天然壓電晶體，此類晶體用于需要測(cè)量體積靈敏度的傳感器中。如圖1為具有內(nèi)置電路的通用型壓力傳感器。

圖1 具有內(nèi)置電路的通用型壓力傳感器

極性當(dāng)ICP壓力傳感器受到一個(gè)正壓時(shí)，傳感器產(chǎn)生一個(gè)正的電壓輸出。PCB電荷型壓力傳感器的極性剛好相反。當(dāng)受到一個(gè)正壓時(shí)，傳感器產(chǎn)生一個(gè)負(fù)信號(hào)輸出。外部電荷放大器通常與電荷輸出傳感器一起使用，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行極性反轉(zhuǎn)。電荷輸出型傳感器與電荷放大器一起組成的測(cè)試系統(tǒng)的輸出極性與ICP傳感器的輸出極性是一樣的。當(dāng)然，我們也有反極性輸出的傳感器版本。

高頻響應(yīng)大多數(shù)PCB壓電型壓力傳感器中的石英晶體在堅(jiān)固的傳感器外殼內(nèi)采用壓縮式預(yù)緊，電氣石晶體采用無約束形式。這些設(shè)計(jì)使傳感器具有微秒級(jí)響應(yīng)時(shí)間和幾百赫茲的固有頻率，能夠最小化過沖或者振鈴現(xiàn)象發(fā)生的可能性。

圖2 靈敏度上升圖 壓力傳感器的機(jī)械結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)高頻測(cè)量產(chǎn)生限制。靈敏度在傳感器接近固有頻率時(shí)開始快速上升。靈敏度的上升情況如圖2所示。

通常傳感器靈敏度偏差低于5%范圍內(nèi)使用是可以接受的。而此時(shí)的高頻測(cè)量上限一般在接近傳感器固有頻率的20%左右。高頻響應(yīng)可能受激勵(lì)電流、電纜長(zhǎng)度和電纜電容的限制。

低頻響應(yīng) 電荷型壓力傳感器的低頻響應(yīng)取決于所使用的電荷放大器。放大器設(shè)置低頻響應(yīng)的放電時(shí)間常數(shù)（DTC）可以很長(zhǎng)或很短，這取決于使用電荷放大器的具體型號(hào)。一個(gè)較長(zhǎng)DTC允許更低頻的測(cè)量，較短的DTC會(huì)限制低頻響應(yīng)。

內(nèi)部的電阻和電容值決定了傳感器的放電時(shí)間常數(shù)和ICP壓力傳感器的低頻響應(yīng)。放電時(shí)間類似一階R-C高通濾波器的作用，決定了傳感器的低頻響應(yīng)。另外，信號(hào)適調(diào)儀的DTC也應(yīng)該考慮在內(nèi)，它也會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的低頻響應(yīng)。

典型的壓電式系統(tǒng)輸出

壓電式壓力傳感器系統(tǒng)的輸出特點(diǎn)是AC耦合系統(tǒng)。重復(fù)的信號(hào)會(huì)衰減，直到原始基線上下區(qū)域達(dá)到相等。當(dāng)監(jiān)控事件的幅值出現(xiàn)波動(dòng)，輸出會(huì)在基線附近保持穩(wěn)定，同時(shí)正的區(qū)域和負(fù)的區(qū)域保持相等。圖3是一個(gè)AC交流信號(hào)波形。

在這個(gè)例子中，在一個(gè)穩(wěn)態(tài)脈寬和脈沖間隔為一秒的AC耦合壓力應(yīng)用，產(chǎn)生0-2V電壓輸出信號(hào)。其頻率保持不變但信號(hào)迅速衰減，直到信號(hào)在原始基線上下面積區(qū)域A=區(qū)域B，而且峰值相同。

PCB壓力傳感器：Model 101A 101A02 101A03 101A04 101A05 101A06 102A02 102A05 102A07 102A08

Model 102A09 102A10 102A11 102A12 102A13

102A14 102A17 102A21 102A43 102A44

Model 102A45 102B 102A 102B03 102A03 102B04 102A04 102B06 102A06 102B15 102A15

Model 102B16 102A16 102B18 102A18 102M206 103B01 103B02 103B03 103B11 103B12

Model 103B13 105C02 105C03 105C12 105C13 105C22 105C23 105C33 105C43 106B

Model 106B50 106B51 106B52 106C10 106C20 106M160 108A02 108A04 108B01 108B03

Model 108B11 108B13 109B01 109B02 109C11 109C12 111A21 111A22 111A23 111A24

Model 111A26 112A03

112A05 112A21 112A22 112A23 112B10 112B11 112B13 113B03

Model 113B21 113A03 113A21 113B22 113A22 113B23 113A23 113B24 113A24 113A26

Model 113B26 113B27 113A27 113B28

113A28 113B31 113B32 113B33 113B34 113B36

Model 113B37 113B38 116B

116B02 116B03 117B01 117B65,117B101 & SUB 117B03

Model 117B10 117B104 117B106 117B107 117B108 117B111 117B118 117B12 117B125

Model 117B13 117B141 117B17 117B171 117B18 117B181 117B184 117B188 117B199

Model 117B205 117B221 117B222

117B223 117B224 117B227 117B228 117B229 117B230

Model 117B232 117B235 117B237 117B238 117B242 117B243

117B25 117B28 117B30

Model 117B31 117B37 117B38 117B39 117B41 117B42 117B43 117B44 117B58 117B66

Model 117B66 117B100 117B67 117B69 117B70 117B71 117B72 117B73 117B75 117B97

Model 118A02 118B01 118B03 118B06 118B11 118B13 119B 119B02  119B11 119B12