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發布時間：2020-08-18 12:37
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壓電式壓力傳感器
壓電式壓力傳感器原理基于壓電效應。壓電效應是某些電介質在沿一定方向上受到外力的作用而變形時，其內部會產生極化現象，同時在它的兩個相對表面上出現正負相反的電荷。當外力去掉后，它又會恢復到不帶電的狀態，這種現象稱為正壓電效應。當作用力的方向改變時，電荷的極性也隨之改變。相反，當在電介質的極化方向上施加電場，這些電介質也會發生變形，電場去掉后，電介質的變形隨之消失，這種現象稱為逆壓電效應。為此,基于高斯混合實現的PM-PHD濾波,本文提出一種高斯分量權重的重分配方法。
壓電式壓力傳感器的種類和型號繁多，按彈元件和受力機構的形式可分為膜片式和活塞式兩類。膜片式主要由本體、膜片和壓電元件組成。壓電元件支撐于本體上，由膜片將被測壓力傳遞給壓電元件，再由壓電元件輸出與被測壓力成一定關系的電信號。這種傳感器的特點是體積小、動態特性好、耐高溫等。現代測量技術對傳感器的性能出越來越高的要求。用有限元分析軟件FEMM對磁路進行模擬,從原理上論證了方案的可行性。
例如用壓力傳感器測量繪制內燃機示功圖，在測量中不允許用水冷卻，并要求傳感器能耐高溫和體積小。壓電材料適合于研制這種壓力傳感器。石英是一種非常好的壓電材料，壓電效應就是在它上面發現。比較有效的辦法是選擇適合高溫條件的石英晶體切割方法,例如XYδ（ 20°～ 30°）割型的石英晶體可耐350℃的高溫。而LiNbO3單晶的居里點高達1210℃，是制造高溫傳感器的理想壓電材料。數字接口器件常使用兩線接口(I2C或PMBus)，并具有內置的ADC。
藍寶石壓力傳感器
采用硅-藍寶石作為半導體敏感元件，具有的計量特性。
表壓壓力傳感器和變送器由雙膜片構成：鈦合金測量膜片和鈦合金接收膜片。印刷有異質外延性應變靈敏電橋電路的藍寶石薄片，被焊接在鈦合金測量膜片上。被測壓力傳送到接收膜片上（接收膜片與測量膜片之間用拉桿堅固的連接在一起）。在壓力的作用下，鈦合金接收膜片產生形變，該形變被硅-藍寶石敏感元件感知后，其電橋輸出會發生變化，變化的幅度與被測壓力成正比。Maxim廣泛的硅溫度傳感器IC支持醫學、工業、數據中心及移動等各種應用。
傳感器的電路能夠保證應變電橋電路的供電，并將應變電橋的失衡信號轉換為統一的電信號輸出（0-5，4-20mA或0-5V）。在絕壓壓力傳感器和變送器中，藍寶石薄片，與陶瓷基極玻璃焊料連接在一起，起到了彈性元件的作用，將被測壓力轉換為應變片形變，從而達到壓力測量的目的。結果表明所設計的傳感器在非敏感方向上梁的剛度較大，軸向交叉效應得到了有效抑制。
藍寶石系由單晶體絕緣體元素組成，不會發生滯后、疲勞和蠕變現象；藍寶石比硅要堅固，硬度更高，不怕形變；藍寶石有著非常好的彈性和絕緣特性（ 1000 OC 以內），因此，利用硅 - 藍寶石制造的半導體敏感元件，對溫度變化不敏感，即使在高溫條件下，也有著很好的工作特性；藍寶石的抗輻射特性極強；隨著IC產業的發展,其對測試儀器的要求越來越高,即要保證芯片的參數準確,又需要很,測試儀變得智能化。另外，硅 - 藍寶石半導體敏感元件，無 p-n 漂移，因此，從根本上簡化了制造工藝，提高了重復性，確保了高成品率。
用硅 - 藍寶石半導體敏感元件制造的壓力傳感器和變送器，可在惡劣的工作條件下正常工作，并且可靠性、精度好、溫度誤差、性價比高。
傳感器的作用（二）
4、壓力傳感器
作用：壓力傳感器主要以力學信號為媒介，把流量等參數與電信號聯系起來，可測量發動機的進氣壓力、氣缸壓力、大氣壓、油壓等，常用壓力傳感器可分為電容式、半導體壓阻式、差動變壓器式和表面彈性波式。
電容式多檢測負壓、液壓、氣壓，可測 20～100kPa 的壓力，動態響應快速敏捷，能抵御惡劣工作條件；壓阻式需要另設溫度補償電路，它常用于工業生產；相對于差動變壓器式不穩定的數字輸出，表面彈性波式表現異，它小巧節能、靈敏可靠，受溫度影響小。
5、氣體濃度傳感器
作用：被用來檢測各種氣體濃度。比如氧傳感器，多在發動機排氣管中，用來評價空燃比。目前應用的有氧化鋯式和氧化鈦式。氧化鋯式更受歡迎，它能在一定溫度下將元件極板內兩側氧濃度差化為濃差電動勢，成本低廉，而且測試結果受環境影響很小。
6、溫度傳感器
作用：溫度傳感器主要用于檢測動力系統和車內的溫度，它使用了不同種類的電阻器：線繞式、熱敏式、熱偶式。線繞電阻式和熱偶電阻式精度比較高，但線繞電阻式響應不及時，熱偶電阻式不能單獨使用必須搭配放大器和冷端處理，而熱敏電阻式雖靈敏但線性差，使用溫度有限，因此三種傳感器各有優劣。本文章簡要概述了模擬集成電路的重要性及發展國內外發展現狀,在此基礎上引出了數模混合集成的霍爾傳感器芯片,對霍爾傳感器原理、應用和未來發展狀況作了詳細的描述。
7、爆燃傳感器
作用：它被安裝在發動機機體上，可檢測氣缸壓力、振動和燃燒噪聲，判斷發動機的爆燃程度，再通過調整點火來排除隱患。爆燃傳感器常用磁致伸縮式。
