有关陶瓷压力传感器的分类以及应用场景解析

在生活中，你可能接触过各种各样的电子产品，那么你可能并不知道它的一些组成部分，比如它可能含有的陶瓷压力传感器，那么接下来让小编带领大家一起学习陶瓷压力传感器。

抗腐蚀的陶瓷压力传感器没有液体的传递，压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠斯通电桥(闭桥)，由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号，标准的信号根据压力量程的不同标定为2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以和应变式传感器相兼容。

陶瓷压力传感器主要由瓷环、陶瓷膜片和陶瓷盖板三部分组成。陶瓷膜片作为感力弹性体，采用95%的AL2O3瓷精加工而成，要求平整、均匀、质密，其厚度与有效半径视设计量程而定。瓷环采用热压铸工艺高温烧制成型。陶瓷膜片与瓷环之间采用高温玻璃浆料，通过厚膜印刷、热烧成技术烧制在一起，形成周边固支的感力杯状弹性体，即在陶瓷的周边固支部分应形成无蠕变的刚性结构。在陶瓷膜片上表面，即瓷杯底部，用厚膜工艺技术做成传感器的电路。陶瓷盖板下部的圆形凹槽使盖板与膜片之间形成一定间隙，通过限位可防止膜片过载时因过度弯曲而破裂，形成对传感器的抗过载保护。

陶瓷压力传感器分类

陶瓷压力传感器的基材都是Al2O3陶瓷，根据实现的原理可以分为电容式压力传感器和压阻式压力传感器。

陶瓷电容式压力传感器

陶瓷基板和隔膜镀有金属并用作电极。两个陶瓷元件通过玻璃密封连接在一起，以保持可控间隙，从而使两个金属电极形成电容器。如果施加压力，基板与膜片之间的间隙会发生变化，从而改变传感元件的电容，通过后续处理电路形成与压力相关的信号输出。

由于陶瓷膜片的边缘固定在陶瓷底座上，外围有支撑，受力时中间变形变大边缘变小，电容呈非线性，灵敏度降低。为了减少温度效应和边缘效应，设计时在陶瓷膜片上设置了一个圆形的单电极作为公共电极，在陶瓷盖板上设置了两个电极，使面积相等，形成一个同轴的环形双电容传感器。中心为测量电容Cp，边缘环为参考电容Cr，Cr的外侧为固定侧。后续信号调理电路对两电容间的压差进行处理，利用方波激励信号将Cp和Cr的变化转换成直流电压输出，并通过两路输出的差值信号测量外加压力的大小电压。双电容结构大大降低了传感器系统的非线性误差。同时，当环境温度变化时，由于两个电容经历了相同的温度变化，对它们的温度影响是相同的，抵消了温度变化。测量误差实现温度自补偿功能。

陶瓷压阻式压力传感器

压阻式压力传感器主要由陶瓷环、陶瓷膜片和陶瓷盖板组成。陶瓷膜片作为灵敏的弹性体，在其上采用厚膜技术形成惠斯通电桥作为传感器电路。由于电阻器的压阻(变形)效应，会产生电压信号。

厚膜电阻印在陶瓷膜片的背面，并与惠斯通电桥(闭桥)相连。当压力为零时，电桥处于平衡状态，输出电压为零;当对电桥施加压力时，薄膜片的变形使电桥的四个电阻值发生变化，电桥处于不平衡状态，产生与压力成正比、与激励成正比的高度线性电压信号电压。由于电阻器的压阻(变形)效应，会产生电压信号。标准信号根据压力范围标定为2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可兼容应变片传感器。通过激光校准，传感器具有较高的温度稳定性和时间稳定性。传感器自带0～70℃温度补偿，可与大多数介质直接接触。

陶瓷压力传感器的应用

过程控制、环境控制、液压和气动设备、伺服阀门和传动、化学制品和化学工业及医用仪表等众多领域。热喷涂耐高温陶瓷涂层最能体现热喷涂技术特点，应用效果最突出，是影响最大的一个应用领域。

相信通过阅读上面的内容，大家对陶瓷压力传感器有了初步的了解，同时也希望大家在学习过程中，做好总结，这样才能不断提升自己的设计水平。