压电薄膜压力传感器电路图解析原理及应用
薄膜压力传感器电路图解析
薄膜压力传感器是利用薄膜材料在不同环境压力的相互作用下产生的力来测量被测物体上的压力的一种精密设备。它是一个多层的线性电阻，利用电阻两端电压梯度来测量所测系统本身重量和压强。薄膜压力传感器的工作原理是：在被测物体施加一定的压力时，会出现相应的振动，而这个振动是与外界物体产生电磁感应。这种感应就称之为外界干扰；而通过改变输出电压和输出电流来实现改变外界因素对传感器性能的影响。
1.工作原理
薄膜压力传感器电路图解析工作原理：传感器的电阻器将由两层以上的薄膜材料构成的压阻器和电阻间产生的电流信号作为输入。根据电路设计要求，传感器在安装在被测物体表面时将其固定在一定的位置，使之产生一定的压力（在一定压力范围内）时产生电磁场。这种电磁场将被测物体本身与施加于其上的感应电荷相隔离从而使外界干扰到传感器本身。
2.工作原理示例
薄膜压力传感器电路图解析示例中，被测液体是 A瓶，容器大小为30 L,其中两个瓶子中间的电极片分别接在 A和 B上，两个传感器的两端分别输出电压VR2和VR3。A瓶上有一个带有刻度尺的限位器，与压强计之间通过一个电阻 R连接。当受到压力时，压强达到传感器规定的数值以后，在限位器与电阻 R上的电压产生反向电压变化。经过对 R端电压变化进行分析可知：当压力达到传感器规定值以后，电阻 R端电压降低幅度逐渐增大；而当被测液体达到传感器规定值时，受力物体会产生向下弯曲变形而对传感器的阻抗产生了较大影响，在图1中显示出一个反向电压值：为了进一步验证这一结论：由于薄膜压力信号是通过对压强进行分析而得到的微弱信号，因此可根据压强变送器输出与外界环境干扰发生关系来进一步验证这一结论。
3.设计要求
这是一个典型的薄膜压力传感器系统；为了实现这个系统，应满足以下要求：o在外部干扰较小的情况下，当输入电压小于等于5 V时的输出电流应小于10 mA,并且输出不应大于10 mA;o输出电压和电流一定要高于5 V.并且采用的封装尺寸要大。
4.输出电路图
输出电路可分为2个部分:
- A部分与驱动电路相连，用于驱动传感器;
- B部分与控制电路相连，用于控制外部负载。根据压力传感器的工作原理，可以知道输出信号是通过控制外部负载电阻变化而产生，如图2所示。其中:1为输出电容 E,即外部负载电阻
- c。对于2倍于输入电压或电流的外部负载而言，电阻变化就会产生影响；而对于3倍于输入电压或电流的外部负载而言，则传感器输出信号会变化不定；
所以在使用该传感器时需要注意以下两点：1)外部负载选择要适当：尽量选择低阻抗抗干扰能力强、响应速度快、输入信号可靠的低阻抗开关器件。
5.薄膜压力传感器电路图解析总结
在薄膜压力传感器的使用场合中，除了常规的测量外，还可以进行一些特殊应用。例如：汽车的车载液压泵、建筑结构、管道结构等特殊场合中都会有用到薄膜压力传感器。当安装一个薄膜压力传感器后，其输出电压就会产生很大程度的改变，从而影响到测量的准确性、一致性、重复性及抗干扰能力等。因此建议在选择压力传感器时可以结合实际使用需要进行综合考虑。
