半导体压力传感器能用于测量气体的压力吗

可以的。

不过可能需要隔离、转换装置。

参考资料：

压力传感器工作原理

1.压力测量介绍

绝对压力传感器

差压力传感器

表压力传感器

2.压力位移的转换

位移转换介绍

电容式气囊

氧化铝膜片

半导体膜片

单晶式压力传感器

3.压力传感器的规格与性能比较

规格

特性

压力之测量

关于压力的量测，可以分成三类：

(1) 绝对压力的测量

(2) 表压力的测量

(3) 差压力的测量

绝对压力所指的就是对应于绝对真空所测量到的压力。

表压力所指的就是对应于地区性大气压力所测量的压力。

差压力就是指两个压力源间的压力差值。

如果有一压力为绝对真空，则差压力就等于绝对压力；如果压力为地区性大气压力，则差压力就等于"表压力"。

压力的测量单位为巴司卡(pascal)(简写pa) ，它就相当于牛顿/米2。在工业应用上，还有其它不同的压力单位；如Bar，psi(磅/吋2)，大气压力，mmHg(水银柱的上升高度以mm表示)以及cmH2O(水柱的上升高度以cm表示)。

对于液体及气体压力的测量，可以使用各种不同的压力传感器。所谓"传感器"意指它是一种能量转换装置，从一个系统中吸收能量，在将此能量已不同的形式(例如电气)传送到另一个系统。所以，亦有人称之为"转换器"如同压力的测量可以分成三类一般，压力转换器也可以此三类来区分：

(a) 绝对压力传感器：此装置包含有参考真空，以做为环境的绝对压力的测量或是管接压力源的测量。

(b) 差压力传感器：最为两个管接压力源间之压力差值的测量。

压力位移之转换

在压力传感器中，通常是使用膜片(或是波状薄膜)来将压力P(t)转换成机械的移动量X(t)。膜片(如图)

是由一金属(或是橡皮)盘所组成，在将金属盘的边缘固定到坚固的支撑物上。圆形的波状都与膜片的外部边缘成同心圆。被压缩的液体接触到膜片的一端，使得膜面以比例于其内压力的弯曲变形。两个波状的金属膜片结合在一起，形成一个空气囊(如图) 。

假如空气囊内部的空腔包含有真空，即可用以测量绝对压力；很明显地，待测压力是加至此组件的两端。如果需用更大的弯曲变形，可以将更多的膜片组件串联使用。为了测量介于两个可变压力间之差值，必须将其中的一个压力加到空气囊的内部。其它用以转换压力成移动量的机械是风箱(bellow)与布尔登管 (Bourdon tube)。近年来，随着单晶式压力传感器的发展，可以同时完成转换功能及压力传感器功能装置已被引进，这些是：

1. 电容式气囊

2. 氧化铝膜片(用于压电转换器)

3. 半导体膜片（压阻式）

电容式气囊:包含两个用以支撑电容极片的陶瓷组件，并接合在一起以形成一空腔，而产生真空。

氧化铝膜片(用于压电转换器)”在压电性材料中支撑四个桥式连接的电阻。

半导体膜片:由硅单元所组成(半导体转换器)，在其上利用扩散方法以形成电阻。

单晶式压力传感器

如先前所述的，单晶式传感器就是那些集压力感测与转换作用于单一组件上的压力传感器。压力－移动量－电压之间的转换是以下列方法中之一种来完成：

(a) 电容式压力传感器：待测压力使得陶瓷膜片弯曲情形，如此就能改变组件的电容量，借着加入必须的电子电路，尽可能将此变形与压力之变化互成关系。因此电容量的变化即比例于压力的变化。(b)压阻式或"厚膜"压力传感器：这种转换器的动作原理乃应用压阻效应，此当材料受到变形时，它的电阻会随着改变。使用厚膜技术将四个电阻连接成惠斯登电桥的型式，安置于氧化铝(Al2O3)膜片上。当待测压力促使膜片变形时，电桥的差电压输出是随着改变。

(c) 半导体压力传感器：此种装置也是应用压电效应与电桥电阻形式获得量测结果，在硅支撑物上利用扩散的方法，用以产生膜片，包含电桥电阻的单元以静电处理固定在支撑玻璃上。所以，它就与外界形成机械性的隔离。当硅质膜片偏向时，电桥的输出就随着改变。(d) 压电式压力传感器：这种转换器的动作原理乃应用压电效应，此指当许料受到压迫(力或压力)时会产生电压的性质。这些性质被用来做高频时的压力测量以及声音位准的测量(在此种应用上，最有名的为"晶体式麦克风")。

压力传感器之规格与性能比较

★ 由于有各种不同型态的压力(绝对压力、差压力、表压力)，需要利用传感器来做测量。所以了解那些会影响到传感器使用的其它外围特性是很重要的一件事。因此，对于明了接触到传感器的待测物是为液体或气体，就显得很重要。做为流体测量所使用的传感器，当待测流体有可能损坏传感器时，其应用就不同于那些普通的传感器。其它的重要的因子是测量范围(以bar、psi 、Atm等单位来表示) 。亦即，在能够维持测量规格精确度要求下传感器可以量测的压力范围。测量范围可以是单极性(压力或真空)或

双极性。

★ "过压力"(over pressure)或"试验压力"(proof pre-ssure)( 传感器可以接受而不招致损坏的最大压力)在传感器的选择中相当的重要。对于操作温度范围的了解也很重要。待测的液体或气体物质的温度，绝不能超过传感器的操作温度范围。

其它与温度有关的外围因子为温度误差。亦即，在测量规格的某一给定的精确度之内，温度所能变动的范围。另外一个因子为储

存温度。其它会影响转换器选择的因子为振动、热疲乏与温度等。最重要的特性为：线性度、灵敏度、稳定度、重复能力与迟滞性。

线性度：转换器指示值与最佳直线间的偏移量。此参数通常是以额满值得百分数来表示。

灵敏度：(或分辨率) ，可产生一输出信号值的最小输入变动值。以每单位输入的输出信号大小来表示(mv/PSI)。

稳定度：当待转换量(在固定的温度下)在输入端维持固定值时，传感器所能维持输出信号的能力。在某一给定范围内的稳定度，通常是以额满值得百分数来表示。

重复能力：在不同的时间内，相同的待转换量出现在输入端时，传感器重新产生输出信号的能力。重复能力通常是以额满值得百分数来表示。

迟滞性：相同的压力，分别以相反的方向加到传感器，传感器所指示之两个读值间的最大差值。

对于界面系统而言，较重要的因素有激励电压、F.S.O.、以及单位压力的灵敏度。

激励电压：用以传送功率给传感器的电源电压。

★ F.S.O.：(满刻度输出)在相关的压力范围之限制下，介于传感器输出电压间的差值。

单位压力的灵敏度：当压力改变一个单位值时，输出电压的相对变化值。

★ 对于某些传感器相关于满刻度压力的输出电压是以供给电压的函数来定，此值以mv/v来表示。当满刻度压力加到传感器且激励电压为一个单位值(伏特)时，传感器所指示的输出值(mv) 。

传感器的特性

1.测量的型态:

(1)绝对压力

(2)差压力

(3)表压力

2.使用于:

(1)气体

(2)液体

3.测量的范围

4.试验压力

5.操作温度

6.振动

8.线性度

9.灵敏度

10.稳定度

11.重复能力

12.迟滞性

13.激励电压

14.F.S.O(满刻度输出)

15.单位压力的灵敏度

表格显示了压力传感器的主要特性。注意，对于相同型式的传感器操作范围可以有所改变：很明显的会影响到它们的价格。单晶式压力传感器可以测量到以数百计的大气压力范围，然而其它型式的压力传感器可以测量到以数千计的大气压力范围。

压力传感器的主要特性表：

种类精确度价格结构优点缺点应用场合

线性可变差动变压器一般一般复杂 ? - 高精度产品价格高精度要求不高的场合

电位计式一般低简单价格低精度，可靠性低 ?

应变计式优越高简单高精准度相当贵核子与海洋学

单晶电容式理论上优越相当高复杂优越稳定度及温度依赖性两极棒距离有限工业

单晶电阻式良好相当高简单温度稳定性 :优越线性度 ? - 工业

单晶半导体式良好低热补偿时叫复杂尺寸小对温度个高灵敏度工业

压电式优越高电荷放大器高精准度相当贵声音测量

压力传感器是干嘛用的

判别进气压力传感器的好坏，能从数据流，电压，经验来说的。\x0d\\x0d\一、无法计算空气流量（数据流方面体现）\x0d\二、造成无怠速\x0d\三、加速无力（电压的大小，决定喷油量大小）\x0d\四、发动机运作不稳定\x0d\五、急加速是回火，会产生放炮（混合气体稀释或太浓）等等，这是从经验方面来说的。\x0d\\x0d\以下为相关知识。\x0d\一、进气压力传感器的工作原理\x0d\进气压力传感器检测的是节、气门后方的进气歧管的绝对压力，它根据发动机转速和负荷的大小检测出歧管内绝对压力的变化，然后转换成信号电压送至电子控制器（ECU），ECU依据此信号电压的大小，控制基本喷油量的大小。\x0d\进气压力传感器种类较多，有压敏电阻式、电容式等。由于压敏电阻式具有响应时间快、检测精度高、尺寸小且安装灵活等优点，因而被广泛用于D型喷射系统中。\x0d\压敏电阻式进气压力传感器的工作原理。\x0d\应变电阻R1、R2、R3、R4,它们构成惠斯顿电桥并与硅膜片粘接在一起。硅膜片在歧管内的绝对压力作用下可以变形，从而引起应变电阻R阻值的变化，歧管内的绝对压力越高，硅膜片的变形越大，从而电阻R的阻值变化也越大。即把硅膜片机械式的变化转变成了电信号，再由集成电路放大后输出至ECU 。\x0d\二、进气压力传感器的输出特性\x0d\发动机工作时，随着节气门开度的变化，进气歧管内的真空度、绝对压力以及输出信号特性曲线均在变化。但是它们之间变化的关系是怎样的？输出特性曲线是正的还是负的？这个问题常常不易被人理解，以致有些检修人员在工作中有一种“吃不准 ”的感觉。\x0d\D型喷射系统中检测的是节气门后方的进气歧管内的绝对、压力。节气门的后方既反映了真空度又反映了绝对压力，因而有人认为真空度与绝对压力是一个概念，其实这种理解是片面的。在大气压力不变的条件下（标准大气压力为101.3kPa），歧管内的真空度越高，反映歧管内的绝对压力越低，真空度等于大气压力减去歧管内绝对压力的差一值。而歧管内的绝对压力越高，说明歧管内的真空度越低，歧管内绝对压力等于歧管外的大气压力减去真空度的差值。即大气压力等于真空度和绝对压力之和。理解了大气压力、真空度、绝对压力的关系后，进气压力传感器的输出特性就明确了。\x0d\发动机工作中，节气门开度越小，进气歧管的真空度越大，歧管内的绝对压力就越小，输出信号电压也越小。节气门开度越大，进气歧管的真空度越小，歧管内的绝对压力就越大，输出信号电压也越大。输出信号电压与歧管内真空度的大小成反比（负特性），与歧管内绝对压力的大小成正比（正特性）。

压力传感器是一种将压力转换成气动信号或电动信号进行控制和远传的设备。

它能将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号（如4~20mADC等），以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。

压力变送器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。

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压力变送器有电动式和气动式两大类。电动式的统一输出信号为0～10mA、4～20mA或1～5V等直流电信号。气动式的统一输出信号为20～100Pa的气体压力。

压力变送器按不同的转换原理可分为力(力矩)平衡式、电容式、电感式、应变式和频率式等，下面简单介绍几种压力(差压)变送器的原理、结构、使用、检修和校验等知识。

压力变送器的主要作用把压力信号传到电子设备，进而在计算机显示压力其原理大致是：将水压这种压力的力学信号转变成电流（4-20mA）这样的电子信号压力和电压或电流大小成线性关系，一般是正比关系。所以，变送器输出的电压或电流随压力增大而增大由此得出一个压力和电压或电流的关系式压力变送器的被测介质的两种压力通入高、低两压力室，低压室压力采用大气压或真空，作用在δ元（即敏感元件）的两侧隔离膜片上，通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。

压力变送器是由测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。当两侧压力不一致时，致使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通过振荡和解调环节。

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