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PCB壓力傳感器介紹

       壓電式壓力傳感器常用來測量動態(tài)壓力，一般不適用于靜態(tài)壓力的測量。動態(tài)壓力測量(典型應(yīng)用如湍流，和發(fā)動機燃燒等)需要用到有特殊功能的傳感器，包括快速響應(yīng)，外殼堅固，高剛度，可擴展量程和可以測量準靜態(tài)壓力的能力。

      PCB®生產(chǎn)和制造兩種類型的動態(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，ICP®電壓型傳感器特點是內(nèi)置集成放大電路，可以將高阻抗電荷信號轉(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正壓時，傳感器產(chǎn)生一個正的電壓輸出。PCB®電荷型壓力傳感器的極性剛好相反。當(dāng)受到一個正壓時，傳感器產(chǎn)生一個負信號輸出。外部電荷放大器通常與電荷輸出傳感器一起使用，并對信號進行極性反轉(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)計使傳感器具有微秒級響應(yīng)時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。

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壓力傳感器的機械結(jié)構(gòu)會對高頻測量產(chǎn)生限制。靈敏度在傳感器接近固有頻率時開始快速上升。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。而此時的高頻測量上限一般在接近傳感器固有頻率的20%左右。高頻響應(yīng)可能受激勵電流、電纜長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)的放電時間常數(shù)（DTC）可以很長或很短，這取決于使用電荷放大器的具體型號。一個較長DTC允許更低頻的測量，較短的DTC會限制低頻響應(yīng)。    

內(nèi)部的電阻和電容值決定了傳感器的放電時間常數(shù)和ICP®壓力傳感器的低頻響應(yīng)。放電時間類似一階R-C高通濾波器的作用，決定了傳感器的低頻響應(yīng)。另外，信號適調(diào)儀的DTC也應(yīng)該考慮在內(nèi)，它也會影響整個系統(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)的輸出特點是AC耦合系統(tǒng)。重復(fù)的信號會衰減，直到原始基線上下區(qū)域達到相等。當(dāng)監(jiān)控事件的幅值出現(xiàn)波動，輸出會在基線附近保持穩(wěn)定，同時正的區(qū)域和負的區(qū)域保持相等。圖3是一個AC交流信號波形。

在這個例子中，在一個穩(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。其頻率保持不變但信號迅速衰減，直到信號在原始基線上下面積區(qū)域A=區(qū)域B，而且峰值相同。

PCB稱重傳感器；PCB力傳感器：

Model 1233-01B 200B01 200B02 200B03 200B04 200B05 200C20 200C50 201A76 201A75 201B01

Model 201B02 201B03 201B04 201B05 202B 203B 204C 205C 206C 207C 208A11 208A12

Model 208A13 208A14 208A15 208A22 208A23 208A24 208A33 208A45 208C01 208A35 208B01

Model 208C02 208B02 208C03 208B03 208C04 208B04 208C05 208B05 209C01 209C02 209C11

Model 209C12 210B 210B20 210B50 211B 212B 213B 214B 215B 216B 217B 218A11 218C

Model 219A05 221B01 221B02 221B03 221B04 221B05 222B 223B 224C 225C 226C 227C 231B

Model 232B 233B 234B 235B 236B 237B 260A01 260A02 260A03 260A11 260A12 260A13 260A31

Model 260A32 260A33 261A01 261A02 261A03 261A11 261A12 261A13 6244-107-02A RH201A76

Model RH204C W208C01/002C10 W208C04/002C10 W208C05/002C10 240A01 240A02 240A03 740B02

Model RH240A01 RH240A02 RH240A03

PCB顯示儀表；PCB信號放大器；PCB信號調(diào)理器：

Model 070A80 100A02 401B04 410B01 421A25 422E01 422E02 422E03 422E04 422E05 422E06

Model 422E11 422E12 422E13 422E14 422E15 422E16 422E20 422E21 422E22 422E35 422E36

Model 422E38 422E51

422E52 422E53 422E54 422E55 422E65/A 422E66/A 427A03 442B06

Model 442C04 443B01 478A01 478A30 478B05 480B21 480A21 480C02 480E09 481A 481A01

Model 481A02 481A03 482A21 482A22 482A23 482B11 482C05 482B05 482C16 482C15 482C26

Model 482C54 482C64 483C05 483C15 483C30 483C50 484B02 484B06 485B36 485B36 498A

Model 498A01 498A02 498A03 498A30 682A02 682A06 682A71-01 682A72-01 8120-400A

Model 8120-410A 8120F-410A 8120G-400A 8159-0011A 8159-0012A 8159-0013A 8159-0112A

Model 8160-01A 8161-011A 8162-011A T422E91/A T422E92/A T422E93/A