力士樂Rexroth壓力傳感器HM20-20/400-C-K35
壓力傳感器（PressureTransducer）是能感受壓力信號，并能按照一定的規律將壓力信號轉換成可用的輸出的電信號的器件或裝置。壓力傳感器通常由壓力敏感元件和信號處理單元組成。按不同的測試壓力類型，壓力傳感器可分為表壓傳感器、差壓傳感器和絕壓傳感器。
壓力傳感器種類與工作原理介紹
1、壓電壓力傳感器
原理：主要由于壓電效應的產生形成的原理情況。壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英|二氧化硅是一種天然晶體，壓電效應就是在這種晶體中發現的，在一定的溫度范圍之內，壓電性質一直存在，但溫度超過這個范圍之后，壓電性質*消失。高溫就是所謂的居里點。由于隨著應力的變化電場變化微小，即壓電系數較低，石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。壓電效應應用在多晶體上，如壓電陶瓷，包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT、鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等。
應用：壓電傳感器主要應用在加速度、壓力和力等的測量中。壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計。它具有結構簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優異的特點。壓電式加速度傳感器在飛機、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動和沖擊測量中已經得到了廣泛的應用，特別是航空和宇航領域中更有它的特殊地位。壓電式傳感器也可以用來測量發動機內部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用于軍事工業，例如用它來測量在膛中擊發的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。它既可以用來測量大的壓力，也可以用來測量微小的壓力。壓電式傳感器也廣泛應用在生物醫學測量中，比如說心室導管式微音器就是由壓電傳感器制成的，因為測量動態壓力是如此普遍，所以壓電傳感器的應用就非常廣泛。壓電傳感器不能用于靜態測量，因為經過外力作用后的電荷，只有在回路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。實際的情況不是這樣的，所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動態的應力。
2、應變片壓力傳感器
原理：因為廣泛使用的壓阻式壓力傳感器，其金屬電阻應變片工作原理是吸附在基體材料上應變電阻隨機械形變而產生阻值變化的現象，俗稱為電阻應變效應。電阻應變片是一種將被測件上的應變變化轉換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應變傳感器的主要組成部分之一。
電阻應變片應用多的是金屬電阻應變片和半導體應變片兩種。金屬電阻應變片又有絲狀應變片和金屬箔狀應變片兩種。通常是將應變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產生力學應變基體上，當基體受力發生應力變化時，電阻應變片也一起產生形變，使應變片的阻值發生改變，從而使加在電阻上的電壓發生變化。這種應變片在受力時產生的阻值變化通常較小，一般這種應變片都組成應變電橋，并通過后續的儀表放大器進行放大，再傳輸給處理電路（通常是A/D轉換和CPU）顯示或執行機構。
金屬電阻應變片的內部結構：電阻應變片由基體材料、金屬應變絲或應變箔、絕緣保護片和引出線等部分組成。根據不同的用途，電阻應變片的阻值可以由設計者設計，但電阻的取值范圍應注意：阻值太小，所需的驅動電流太大，同時應變片的發熱致使本身的溫度過高，不同的環境中使用，使應變片的阻值變化太大，輸出零點漂移明顯，調零電路過于復雜。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的電磁干擾能力較差。一般均為幾十歐至幾十千歐左右。
HM20-2X/10-C-K35
HM20-2X/50-C-K35
HM20-2X/100-C-K35
HM20-2X/160-C-K35
HM20-2X/250-C-K35
HM20-2X/315-C-K35
HM20-2X/400-C-K35
HM20-2X/630-C-K35
HM20-2X/10-H-K35
HM20-2X/50-H-K35
HM20-2X/100-H-K35
HM20-2X/160-H-K35
HM20-2X/250-H-K35
HM20-2X/315-H-K35
HM20-2X/400-H-K35
HM20-2X/630-H-K35
電路設計是傳感器是否*的關鍵因素，由于傳感器輸出端都是很微小的信號，如果因為噪聲導致有用的信號被淹沒，那就得不償失了，所以加強傳感器電路的抗干擾設計尤為重要。在這之前，我們必須了解傳感器電路噪聲的來源，以便找出更好的方法來降低噪聲。總的來說，傳感器電路噪聲主要有一下七種：
低頻噪聲
低頻噪聲主要是由于內部的導電微粒不連續造成的。特別是碳膜電阻，其碳質材料內部存在許多微小顆粒，顆粒之間是不連續的，在電流流過時，會使電阻的導電率發生變化引起電流的變化，產生類似接觸不良的閃爆電弧。另外，晶體管也可能產生相似的爆裂噪聲和閃爍噪聲，其產生機理與電阻中微粒的不連續性相近，也與晶體管的摻雜程度有關。
半導體器件產生的散粒噪聲
由于半導體 PN 結兩端勢壘區電壓的變化引起累積在此區域的電荷數量改變，從而顯現出電容效應。當外加正向電壓升高時，N 區的電子和 P 區的空穴向耗盡區運動，相當于對電容充電。當正向電壓減小時，它又使電子和空穴遠離耗盡區，相當于電容放電。當外加反向電壓時，耗盡區的變化相反。當電流流經勢壘區時，這種變化會引起流過勢壘區的電流產生微小波動，從而產生電流噪聲。其產生噪聲的大小與溫度、頻帶寬度△f 成正比。
高頻熱噪聲
高頻熱噪聲是由于導電體內部電子的無規則運動產生的。溫度越高，電子運動就越激烈。導體內部電子的無規則運動會在其內部形成很多微小的電流波動，因其是無序運動，故它的平均總電流為零，但當它作為一個元件(或作為電路的一部分)被接入放大電路后，其內部的電流就會被放大成為噪聲源，特別是對工作在高頻頻段內的電路高頻熱噪聲影響尤甚。
通常在工頻內，電路的熱噪聲與通頻帶成正比，通頻帶越寬，電路熱噪聲的影響就越大。以一個 1kΩ的電阻為例，如果電路的通頻帶為 1MHz，則呈現在電阻兩端的開路電壓噪聲有效值為 4μV(設溫度為室溫 T=290K)。看起來噪聲的電動勢并不大，但假設將其接入一個增益為 106 倍的放大電路時，其輸出噪聲可達 4V，這時對電路的干擾就很大了。
電路板上的電磁元件的干擾
許多電路板上都有繼電器、線圈等電磁元件，在電流通過時其線圈的電感和外殼的分布電容向周圍輻射能量，其能量會對周圍的電路產生干擾。像繼電器等元件其反復工作，通斷電時會產生瞬間的反向高壓，形成瞬時浪涌電流，這種瞬間的高壓對電路將產生沖擊，從而嚴重干擾電路的正常工作。
晶體管的噪聲
晶體管的噪聲主要有熱噪聲、散粒噪聲、閃爍噪聲。
熱噪聲是由于載流子不規則的熱運動通過 BJT 內 3 個區的體電阻及相應的引線電阻時而產生。其中 rbb 所產生的噪聲是主要的。
通常所說的 BJT 中的電流，只是一個平均值。實際上通過發射結注入到基區的載流子數目，在各個瞬時都不相同，因而發射極電流或集電極電流都有無規則的波動，會產生散粒噪聲。
由于半導體材料及制造工藝水平使得晶體管表面清潔處理不好而引起的噪聲稱為閃爍噪聲。它與半導體表面少數載流子的復合有關，表現為發射極電流的起伏，其電流噪聲譜密度與頻率近似成反比，又稱 1/f 噪聲。它主要在低頻(kHz 以下)范圍起主要作用。
電阻器的噪聲
電阻的干擾來自于電阻中的電感、電容效應和電阻自身的熱噪聲。例如一個阻值為 R 的實芯電阻，可等效為電阻 R、寄生電容 C、寄生電感 L 的串并聯。寄生電容為 0.1～0.5pF，寄生電感為 5～8nH。在頻率高于 1MHz 時，這些寄生電感電容就不可無視了。
電阻都產生熱噪聲，一個阻值為 R 的電阻(或 BJT 的體電阻、FET 的溝道電阻)未接入電路時，在頻帶 B 內所產生的熱噪聲電壓式中：k 為玻爾茲曼常數;T 是溫度(單位：K)。熱噪聲電壓自身是一個非周期變化的時間函數，它的頻率范圍是很寬廣。所以寬頻帶放大電路受噪聲的影響比窄頻帶大。
電阻產生接觸噪聲，接觸噪聲電壓式中：I 為流過電阻的電流均方值;f 為頻率;k 是與資料幾何外形有關的常數。因為 Vc 在低頻段起著重要的作用，所以它是低頻傳感器的主要噪聲源。
集成電路的噪聲
集成電路的噪聲干擾一般有兩種：一種是輻射式，一種是傳導式。這些噪聲尖刺對于接在同一交流電網上的其他電子設備會產生較大影響。噪聲頻譜擴展至 100MHz 以上。在實驗室中，可以用高頻示波器(100MHz 以上)觀察一般單片機系統板上某個集成電路電源與地引腳之間的波形，會看到噪聲尖刺峰 - 峰值可達數百毫伏甚至伏級。
