传感器

各传感器的作用 2009-09-16 16:40

1、发动机冷却液液位传感器

此传感器在冷却液膨胀箱盖上。当发动机冷却液位下降后，启亮报警指示灯。此开关为常闭开关。

2、发动机冷却液温度传感器 此传感器在冷却液膨胀箱盖上。温度传感器的电阻与冷却液温度成正比变化，该传感器向仪表盘发送调解信号电压操纵仪表。发动机冷地液温度在仪表盘上以显示条形式显示，显示条最多为12格，每格表示5～6摄氏度。发动机冷机（温度低于56摄氏度）时，显示条只显示1格；当发动机处于正常工作温度时，显示条将最多显示10格；发动机温度过高、显示格数从11增到12时，启亮仪表盘上的报警指标灯报警。此报警为关键性报警。 3、发动机机油压力传感器

此传感器在机体石侧，为常闭开关。传感器的电阻与发动机机油压力成正比变化，向仪表组发现调解信号电压操纵仪表。报警压力取决于发动机转速。在发动机转速低于500r/min时，开关关闭。在以下几种情况时，开关打开，启亮报警无线电示灯报警同时机油压力显示条降低至最少格：1）发动机转速为500～1500r/min，机油压力低于60kPa时；2）发动机转速为1500～2000r/min，机油压力低于110kPa时；3）发动机转速为2000～3000r/min，机油压力低于170kPa时。

发动机机油压力以显示条的形式在主仪表盘上显示，发动机机油压力正常时显示条最多显示出10格；当发动机机油压力降低到上述设定值时报警。 4、发动机转速传感器

此传感器在发动机运转时将发动机转速以横向显示条的形式显示在主仪表备用上，显示条线段最多显示18格，每格线段代表100r/min，显示最低转速800r/min，最高转速为2500r/min。

5、发电机上的传感器

此传感器在发电机上。当发电机不给蓄电池充电时，启亮仪表盘上的报警开关。当蓄电池电压低于10V或高于16V时亦报警。 6、空气滤清器堵塞传感器

此传感器在空气滤清器上。当进气系统的真空度高于6.2Pa时，启高报警开关。此开关为常开开关。

7、低温预热启动传感器

此传感器在进气支管的进口上。当钥匙启动开关打到第1挡时，接通低温预热启动装置，点燃管路中的燃油，给被吸入的空气在进入燃烧室加热，此时仪表盘上的指示灯亮。当指示灯熄灭3S后方可启动发动机。 8、燃油中的测水传感器

此传感器在柴油初级滤清器的下部。当在柴油中检测到有水时，启亮仪表盘上的报警指示灯。

9、燃油箱油位传感器

此传感器在主油箱与主油管连接处。来自传感器变阴的信号确定仪表盘油位表上显示的液位。燃油箱油位在仪表盘上经显示条的形式显示，显示条最多显示12格（当油箱满箱时），每格表示燃油总量的1/12，若显示条由3格减为2格或从2格减为1格时，将启亮仪表盘上的报警指示灯。此报警为关键性报警。 10、离合器踏板传感器

此传感器在仪表盘左侧的模盖板内，用以监测离合器踏板的准确位置。

11、前进挡/倒退挡/空挡传感器

此传感器与换向手柄相连。当换向手柄在向前位置时，拖拉机行驶方向为前进方向，此时在区域动力换挡品液数字显示器上显示F字母并显示某一挡位。前进挡共有18个挡位。分3个速度区域（高速区域C、中速区域B和低速区域A），每个区域有6个档位。当换向手柄在向后位置时，拖拉机行驶方向为倒退方向，此时在区域动力换挡晶液数字显示器上显示R字母并显示某一挡位。倒退挡共有6个挡位。仅有1个区域，即在前进挡的中速区显示器上显示N字母并显示在停车前所在挡位的数字。 12、中速-倒同步器传感器

此传感器在变速箱体右侧，用以监测中速同步器，以确认该同步器在什么位置，向微处理机传关信号。它与中速-倒速同步器执行油缸拉杆连在一起，通过油缸的运动使此传感器的电阻值发生变化，将同步器的位置信号反映到微处理机上。 13、高速-低速同步器传感器

此传感器在变速箱体右侧，用以监测高速-低速同步器，以确认该同步器在什么位置，向微生物处理机传关信号。它与高速-低速同步器执行油缸拉杆连在一起，通过油缸的运动使此传感器的电阻值发生变化，将同步器的位置信号反映到微处理机上。 14、变速箱进油滤清器堵塞传感器

此传感器为常开开关，在液压油泵的进油管路上。当变速箱进油真空度高于54kPa时，启亮仪表上的报警指示灯报警。 15、变速箱进油滤清器温度感应塞开关和报警灯是串联在一个回路上的，当变速箱机油温度升至40摄氏度以上时，此开关接通，进油滤清器堵塞开关起作用；当变速箱机油温度低于40摄氏度时，此开关断开，以确保变速箱进油滤清器温度感应塞报警指示灯在低于40摄氏度时不亮。

16、变速箱油压过低传感器

此传感器为常闭开关，在区段控制阀上。主要控制变速箱及整个低压系统在油压在1600～1800kPa范围内，多余的油以270～340kPa的压力流入润滑油路，当油压降低至1100kPa时，启亮仪表盘上的报警指示灯报警。 17、变速箱机油温度传感器

此传感器位于液压泵至变速箱5个脉宽调制电磁阀的管路上，用以检测变速箱的机油温度，以使在需要时进行离合间隙自动校正和电子力调节校正。 18、变速箱速度传感器

此传感器在变速箱的右侧。感应变速箱输出（车轮）速度并产生信号，供仪表组用于计算并显示打滑率。当行驶速度大于12.4km/h时，仪表盘自动显示行驶速度。 19、低供油压力传感器

此传感器在液压油泵总成的供油泵的进油口处，为常闭开关。当供油泵的供油压力低于75kPa时起作用，触发仪表盘上的变速箱油压过低报警灯报警。 20、四轮驱动机油压力传感器

此传感器为常闭开，在区段控制阀上。四轮驱动管路（四轮驱动接合时）变速箱压力呈现1600kPa时，启亮报警灯。 21、动力输出轴转速传感器 上传感器在动力输出轴上。传感器的输出随输入仪表组的信号电压调解，以显示实际测量出的动力输出轴转速。当全使用540r/min档位时，若转速升高至650r/min，动力输出轴接合/过速指示灯闪烁，警示转速过高。 22、差速锁压力开关传感器

此传感器为常开开关，在区段控制阀上。当差速锁供油管路中变速箱压力呈现1600kPa

时，启亮报警灯。 23、协达传感器

此传感器在雷达上。感应真实车速并产生信号，供仪表组显示车速、打滑率、距离并计算累积作业面积。 24、转向角传感器

此感应塞大路侧前轮立轴上，用于感应机车的转向角度，以控制四轮驱动和差速锁。当转向角大于25度且速度在10～20km/h之间或转向角大于35度且速度低于10km/h时，自动四轮驱动临时分离；当转向角大于20度且速度低于10km/h或转向角大于10度且速度在10～15km/h之间时，自动差速锁临时分离。 25、手制动传感器

此传感器在手制动器下部。当钥匙开关断开时，手制动器未接合，此开关闭合，报警灯报警。在手制动器接合或部分接合时试图驾驶拖拉机，会发出紧急警报声。 26、制动液液传感器

此传感器为常闭开闭开关，在制动液液箱盖上。当制动液位降至最低时，启亮仪表盘上的报警指示灯。

27、制动踏板伟感器

此传感器在仪表盘右侧的模制盖板内，用以监测制动器踏板的准确位置。 28、提升控制手柄传感器

此传感器与提升控制手柄连在一起，为可变电阻。当操纵提升手柄移动至提升或下降位置时，其位置的变化引起变阻器电阻变化，将信号传送给电子力调节微处理器，电子力调节微处理器又将信号传至电子调节控制阀，于是便相应地提升或下降液压提升机构。 29、右提升臂位置传感器

此传感器在后三点悬挂右侧提升臂上端部，为一个可变电阻。其作用是随时向电子力调节微处理器反映升降臂的准确位置。当农具提升或下降时，此变阻器将位置信号向电子力调节微处理器传送。当升降臂已运动到要求的位置时，电子力调节微处理器对电子力调节控制阀的控制信号转至“断开”，升降臂便停在该位置。 30、力传感销 此传感销共两个，位于后悬挂两下拉杆末端，为可变电阻。当农具承受土壤阻力改变时，下拉杆上的牵引力发生变化，此力的变化引起力传感销的阻值发生变化，将信号传到电子力调节微处理器，使电子力调节微处理器向电子力调节控制阀传送一个修正脉搏宽调制信号，调节农具作业深度以保持设定的牵引力不变。

一.电磁式流量传感器的工作原理及使用

导电性的液体在流动时切割磁力线，也会产生感生电动势。因此可应用电磁感应定律来测定流速，电磁流量传感器就是根据这一原理制成的。

图1是电磁式流量传感器的工作原理图。在励磁线圈通以励磁电压后，绝缘导管便处于磁力线密度为B的均匀磁场中，当平均流速为v的导电性液体流经绝缘导管时，那么在导线内径为D的管道壁上设置的一对电极中，便会产生如下式所表示的电动势e，即

式中v——液体的平均流速（m/s） B——磁场的磁通密度（T） D——导管的内径（m）

液体流动的容积流量

根据上式可以看出，容积流量Q与电动势e成正比。如果我们事先知道导管内径和磁场的磁通密度B，那么就可以通过对电动势的测定，求出容积的流量。

虽然电磁流量传感器的使用条件是要求流体是导电的，但它还是有许多优点。

(1).没有机械可动部分。

(2).由于电极的距离正好为导管的内径，因此没有妨碍流体流动的障碍，压力损失极小。

(3).能够得到与容积流量成正比的输出信号。

(4).测量结果不受流体粘度的影响。

(5).由于电动势是在包含电极的导管的断面处作为平均流速测得的，因此受流速分布影响较小。

(6).测量范围宽，可以从0.005——190000m3/h。

(7).测量精度高，可达±0.5%。

使用电磁流量传感器时应注意以下几点：

[1].由于管道是绝缘体，电流在流体中流动很容易受杂波的干扰，因此必须在安装流量传感器管道的两端设置接地环，使流体接地。

[2].虽然流速对精度影响不大，为消除这种影响，应保证上流道有足够的直线长度。

[3].使用电磁流量计时，必须使管道内充满液体。最好是把管道垂直设置，让被测液体从上至下流动。

[4].测定电导率较小的液体时，由于两电极间的内部阻抗比较高，所以信号放大器要有100MΩ的输入阻抗。为保证传感器正常的工作，液体的电导率必须保证在5s/cm以上。

电磁流量传感器可以广泛应用于自来水、工业用水、农业用水、海水、污水、污泥、化学药品、食品、矿浆等流体的检测。

1、什么是加速度传感器

加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就好比地球引力，也就是重力。加速力可以是个

常量，比如g，也可以是变量。

加速度计有两种：一种是角加速度计，是由陀螺仪（角速度传感器）的

改进的。另一种就是线加速度计。

2、加速度传感器一般用在哪里

通过测量由于重力引起的加速度，你可以计算出设备相对于水平面的倾斜角度。通过分析动态加速度，你可以分析出设备移动的方式。但是刚开始的时候，你会发现光测量倾角和加速度好像不是很有用。但是，现在工程师们已经想

出了很多方法获得更多的有用的信息。 加速度传感器可以帮助你的机器人了解它现在身处的环境。是在爬山？还是在走下坡，摔倒了没有？或者对于飞行类的机器人来说，对于控制姿态也是至关重要的。更要确保的是，你的机器人没有带着炸弹自己前往人群密集处。一个好的程序员能够使用加速度传感器来回答所有上述问题。加速度传感器甚至可

以用来分析发动机的振动。

加速度传感器可以测量牵引力产生的加速度。

目前最新IBM Thinkpad手提电脑里就内置了加速度传感器，能够动态的监测出笔记本在使用中的振动，并根据这些振动数据，系统会智能的选择关闭硬盘还是让其继续运行，这样可以最大程度的保护由于振动，比如颠簸的工作环境，或者不小心摔了电脑做造成的硬盘损害，最大程度的保护里面的数据。另外一个用处就是目前用的数码相机和摄像机里，也有加速度传感器，用来检测拍摄

时候的手部的振动，并根据这些振动，自动调节相机的聚焦。 概括起来，加速度传感器可应用在控制，手柄振动和摇晃，仪器仪表，汽车制动启动检测，地震检测，报警系统，玩具，结构物、环境监视，工程测振、地质勘探、铁路、桥梁、大坝的振动测试与分析；鼠标，高层建筑结构动态特性

和安全保卫振动侦察上。

3、加速度传感器是如何工作的

线加速度计的原理是惯性原理，也就是力的平衡，A(加速度)=F(惯性力)/M(质量) 我们只需要测量F就可以了。怎么测量F？用电磁力去平衡这个力就

可以了。就可以得到 F对应于电流的关系。只需要用实验去标定这个比例系数

就行了。当然中间的信号传输、放大、滤波就是电路的事了。

多数加速度传感器是根据压电效应的原理来工作的。

所谓的压电效应就是 \"对于不存在对称中心的异极晶体加在晶体上的外力除了使晶体发生形变以外，还将改变晶体的极化状态，在晶体内部建立电场，

这种由于机械力作用使介质发生极化的现象称为正压电效应 \"。 一般加速度传感器就是利用了其内部的由于加速度造成的晶体变形这个特性。由于这个变形会产生电压，只要计算出产生电压和所施加的加速度之间的关系，就可以将加速度转化成电压输出。当然，还有很多其它方法来制作加速度传感器，比如压阻技术，电容效应，热气泡效应，光效应，但是其最基本的原理都是由于加速度产生某个介质产生变形，通过测量其变形量并用相关电路转化

成电压输出。每种技术都有各自的机会和问题。 压阻式加速度传感器由于在汽车工业中的广泛应用而发展最快，加速度传感器主要用于汽车安全气囊、防抱死系统、牵引控制系统等安全性能方面。由于安全性越来越成为汽车制造商的卖点，这种附加系统也越来越多。压阻式加速度传感器2000年的市场规模约为4.2亿美元，根据有关调查，预计其市值将按年平均4.1%速度增长，至2007年达到5.6亿美元。这其中，欧洲市场的速度

最快，因为欧洲是许多安全气囊和汽车生产企业的所在地。 压电技术主要在工业上用来防止机器故障，使用这种传感器可以检测机器潜在的故障以达到自保护，及避免对工人产生意外伤害，这种传感器具有用户，尤其是质量行业的用户所追求的可重复性、稳定性和自生性。但是在许多新的应用领域，很多用户尚无使用这类传感器的意识，销售商冒险进入这种尚待开发的市场会麻烦多多，因为终端用户对由于使用这种传感器而带来的问题和解决方法都认识不多。如果这些问题能够得到解决，将会促进压电传感器得到更快的发展。2002年压电传感器市值为3亿美元，预计其年增长率将达到4.9%，到2007年

达到4.2亿美元。 电容传感器有望有一个强劲的增长，2004年后增长将会更快，估计从1997年到2007年综合年增长率为5.9%,其中最高可达33.2%，其市值2000年为0.75亿美元，到2007年将达到1.1亿美元。来自欧洲和北美洲的汽车业和工业用户是这些产品的主要购买者。2000年的市场上北美占40.4%，欧洲占48.9%。汽车行业使用电容式传感器主要用于安全系统、轮胎磨损监测、惯性刹车灯、前灯水准测量、安全带伸缩、自动门锁和安全气囊。对于设计人员来说，电容式传感器是非常有吸引力的，因为它无需接触待测物，所以不必挤进狭窄的空

间中。

4、在选购加速度传感器的时候，需要考虑什么

·模拟输出 vs 数字输出：

这个是最先需要考虑的。这个取决于你系统中和加速度传感器之间的接口。一般模拟输出的电压和加速度是成比例的，比如2.5V对应0g的加速度，2.

6V对应于0.5g的加速度。数字输出一般使用脉宽调制（PWM）信号。 如果你使用的微控制器只有数字输入，比如BASIC Stamp，那你就只能选择数字输出的加速度传感器了，但是问题是你必须占用额外的一个时钟单元

用来处理PWM信号，同时对处理器也是一个不小的负担。 如果你使用的微控制器有模拟输入口，比如PIC/AVR/OOPIC，你可以非常简单的使用模拟接口的加速度传感器，所需要的就是在程序里加入一句类似

\"acceleration=read_adc()\"的指令，而且处理此指令的速度只要几微秒。

·测量轴数量：

对于多数项目来说，两轴的加速度传感器已经能满足多数应用了。对于

某些特殊的应用，比如UAV，ROV控制，三轴的加速度传感器可能会适合一点。

·最大测量值：

如果你只要测量机器人相对于地面的倾角，那一个±1.5g加速度传感器就足够了。但是如果你需要测量机器人的动态性能，±2g也应该足够了。要是你的机器人会有比如突然启动或者停止的情况出现，那你需要一个±5g的传感器。

·灵敏度

一般来说，越灵敏越好。越灵敏的传感器对一定范围内的加速度变化更敏感，输出电压的变化也越大，这样就比较容易测量，从而获得更精确的测量值。

·带宽

这里的带宽实际上指的是刷新率。也就是说每秒钟，传感器会产生多少次读数。对于一般只要测量倾角的应用，50HZ的带宽应该足够了，但是对于需要进行动态性能，比如振动，你会需要一个具有上百HZ带宽的传感器。

·电阻/缓存机制

对于有些微控制器来说，要进行A/D转化，其连接的传感器阻值必须

小于10kΩ。比如加速度传感器的阻值为32kΩ，在PIC和AVR控制板上无法正常工作，所以建议在购买传感器前，仔细阅读控制器手册，确保传感器能够正常

工作。 传感器市场报告显示，2008年全球传感器市场容量为506亿美元，预计2010年全球传感器市场可达600亿美元以上。调查显示，东欧、亚太区和加拿大成为传感器市场增长最快的地区，而美国、德国、日本依旧是传感器市场分布最大的地区。就世界范围而言，传感器市场上增长最快的依旧是汽车市场，占第二

位的是过程控制市场，看好通讯市场前景。

一些传感器市场比如压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征。流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大，分别占到整个传感器市场的21%、19%和14%。传感器市场的主要增长来自于无线传感器、MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems，微机电系统)传感器、生物传感器等新兴传感器。其中，无线传感器在2007-2010年复合年

增长率预计会超过25%。 目前，全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。有关专家指出，传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高，各国将竞相加速新一代传感器的开发和产业化，竞争也将日益激烈。新技术的发展将重新定义未来的传感器市场，比如无线传感器、光纤传感器、智能传感器和金

属氧化传感器等新型传感器的出现与市场份额的扩大。 压力传感器

压力传感器

CBM-2100投入型压力传感器

压力传感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，下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用 1 、应变片压力传感器原理与应用

力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式

压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传

感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好

的线性特性。下面我们主要介绍这类传感器。

在了解压阻式力传感器时，我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种

CBM-3000通用型压力传感器

将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成

部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片

又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产

生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的

阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通

常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处

理电路（通常是A/D 转换和CPU ）显示或执行机构。 金属电阻应变片的内部结构

如图1 所示，是电阻应变片的结构示意图，它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘

保护片和引出线等部分组成。根据不同的用途，电阻应变片的阻值可以由设计者设计，但电

DX140微型压力传感器

阻的取值范围应注意：阻值太小，所需的驱动电流太大，同时应变片的发热致使本身的温度

过高，不同的环境中使用，使应变片的阻值变化太大，输出零点漂移明显，调零电路过于复

杂。而电阻太大，阻抗太高，抗外界的电磁干扰能力较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。

电阻应变片的工作原理

金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的

现象，俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示： 式中：ρ——金属导体的电阻率（Ω。cm2/m ） S ——导体的截面积（cm2 ） L ——导体的长度（m ）

我们以金属丝应变电阻为例，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，

从上式中可很容易看出，其电阻值即会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度

增加，而截面积减少，电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增

鼎兴压阻式压力传感器

加，电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化（通常是测量电阻两端的电压），即可获得

应变金属丝的应变情

2 、陶瓷压力传感器原理及应用

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。通过激光标定，传感器具有很高的温度稳定性和时间稳定性，传感器自带温度

补偿0 ～70℃，并可以和绝大多数介质直接接触。

陶瓷是一种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的材料。陶瓷的热稳定特性

及它的厚膜电阻可以使它的工作温度范围高达-40 ～135 ℃，而且具有测量的高精度、高稳

定性。电气绝缘程度>2kV，输出信号强，长期稳定性好。高特性，低价

格的陶瓷传感器将是

DX100P齐平膜压力传感器

压力传感器的发展方向，在欧美国家有全面替代其它类型传感器的趋势，在中国也越来越多

的用户使用陶瓷传感器替代扩散硅压力传感器。 3 、扩散硅压力传感器原理及应用

工作原理被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上（不锈钢或陶瓷），使膜片产生与

介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生变化，和用电子线路检测这一变化，并转

换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。 原理图

4 、蓝宝石压力传感器原理与应用

利用应变电阻式工作原理，采用硅- 蓝宝石作为半导体敏感元件，具有无与伦比的计量

DX100T系列高温传感器

特性。

蓝宝石系由单晶体绝缘体元素组成，不会发生滞后、疲劳和蠕变现象；蓝宝石比硅要坚

固，硬度更高，不怕形变；蓝宝石有着非常好的弹性和绝缘特性（1000 OC 以内），因此，

利用硅- 蓝宝石制造的半导体敏感元件，对温度变化不敏感，即使在高温条件下，也有着很

好的工作特性；蓝宝石的抗辐射特性极强；另外，硅- 蓝宝石半导体敏

感元件，无p-n 漂移，

因此，从根本上简化了制造工艺，提高了重复性，确保了高成品率。 用硅- 蓝宝石半导体敏感元件制造的压力传感器和变送器，可在最恶劣的工作条件下正

常工作，并且可靠性高、精度好、温度误差极小、性价比高。

表压压压力传感器和变送器由双膜片构成：钛合金测量膜片和钛合金接收膜片。印刷有异

质外延性应变灵敏电桥电路的蓝宝石薄片，被焊接在钛合金测量膜片上。被测压力传送到接

收膜片上（接收膜片与测量膜片之间用拉杆坚固的连接在一起）。在压力的作用下，钛合金

接收膜片产生形变，该形变被硅- 蓝宝石敏感元件感知后，其电桥输出会发生变化，变化的

幅度与被测压力成正比。

传感器的电路能够保证应变电桥电路的供电，并将应变电桥的失衡信号转换为统一的电

信号输出（0-5 ，4-20mA或0-5V）。在绝压压力传感器和变送器中，蓝宝石薄片，与陶瓷基

极玻璃焊料连接在一起，起到了弹性元件的作用，将被测压力转换为应变片形变，从而达到 压力测量的目的。

5 、压电压力传感器原理与应用

压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英

（二氧化硅）是一种天然晶体，压电效应就是在这种晶体中发现的，在一定的温度范围之内，

压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电性质完全消失（这个高温就是所谓的 “居里点”）。由于随着应力的变化电场变化微小（也就说压电系数比较低），所以石英逐

渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数，但是它只能

在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体，能够承受高温和相当

高的湿度，所以已经得到了广泛的应用。

现在压电效应也应用在多晶体上，比如现在的压电陶瓷，包括钛酸钡压电陶瓷、PZT 、

铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。 压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力

作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的，

所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。

压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用

的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度

传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用，特别

是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力

的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业，例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬

间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力，也可以用来测量微小的 压力。

压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中，比如说心室导管式微音器就是由压电传感

器制成的，因为测量动态压力是如此普遍，所以压电传感器的应用就非常广泛 。 [编辑本段]

传感器市场前景

咨询公司INTECHNOCONSULTING的传感器市场报告显示，2008年全球传感器市场容量为506亿美元，预计2010年全球传感器市场可达600亿美元以上。调查显示，东欧、亚太区和加拿大成为传感器市场增长最快的地区，而美国、德国、日本依旧是传感器市场分布最大的地区。就世界范围而言，传感器市场上增长最快的依旧是汽车市场，占第二位的是过程控制市场，看好通讯市场前景。

一些传感器市场比如压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征。流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大，分别占到整个传感器市场的21%、19%和14%。传感器市场的主要增长来自于无线传感器、MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems，微机电系统)传感器、生物传感器等新兴传感器。其中，无线传感器在2007-2010年复合年增长率预计会超过25%。 目前，全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。有关专家指出，传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高，各国将竞相加速新一代传感器的开发和