什么是陶瓷压力传感器？

陶瓷压力传感器是由氧化铝陶瓷（Al₂O₃）制成的传感器膜片。陶瓷是一种具有高弹性、耐腐蚀、耐磨损、抗冲击和抗振动性能的材料。陶瓷具有良好的热稳定性。厚膜采用高温烧结工艺制成。陶瓷压力传感器的工作温度范围高达-40～125℃。陶瓷的高弹性和抗蠕变性使其具有良好的长期稳定性。此外，陶瓷的耐腐蚀性也使其在制冷、化工和环保等领域具有优势。

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The Myth of Ceramic Pressure Sensor

陶瓷压力传感器的基本结构

陶瓷压力传感器主要由陶瓷环、陶瓷膜片和陶瓷盖板组成。
陶瓷膜片作为敏感弹性体，由95%氧化铝（Al₂O₃）瓷制成，要求平整、均匀、致密。其厚度和有效半径取决于设计范围。

陶瓷环采用热压铸工艺经高温烧结成型。陶瓷膜片与陶瓷环之间填充高温玻璃浆料，通过厚膜印刷和热烧结技术烧结而成，形成具有固定外缘的杯状弹性体。也就是说，陶瓷环外缘的固定支撑部分应形成无蠕变刚性结构。

传感器电路位于陶瓷膜片的上表面，即陶瓷杯的底部，采用厚膜技术制作。陶瓷盖板下部的环形凹槽在盖板和膜片之间形成一定的间隙，该间隙可防止膜片在过载时因过度弯曲而破裂。构成传感器的防过载保护电路。

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特色SI-338陶瓷压力传感器

SI-338 Ceramic Pressure Sensor

SI-338陶瓷压力传感器 采用陶瓷或扩散硅芯。全不锈钢封装，外观小巧美观。适用于安装空间有限的场合。具有宽范围温度补偿、高精度、体积小、无需调节、量程覆盖广等特点。支持OEM加工。陶瓷 压力变送器 广泛应用于压缩机、空调等压力测量领域。

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陶瓷压力传感器的特点

陶瓷是一种公认​​的高弹性、耐腐蚀、耐磨损、抗冲击和抗振动材料。陶瓷的热稳定性以及其厚膜电阻器使其工作温度范围高达-40至135℃。它还具有高精度和高稳定性的测量性能。电气绝缘等级>2kV。输出信号强。长期稳定性好。

具有高特性和低价格的陶瓷传感器将是压力传感器的发展方向。在欧美，陶瓷传感器正逐渐取代其他类型的传感器。在中国，越来越多的用户使用陶瓷传感器来替代扩散硅压力传感器。

  • 陶瓷敏感膜片具有高过载能力；
  • 零点和满量程激光校准；
  • 优异的耐腐蚀和耐磨损性能；
  • 抗冲击和抗振动；
  • 高精度和高稳定性；
  • 宽工作温度范围；
  • 体积小，易于封装；
  • 环保；

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陶瓷压力传感器工作原理

Ceramic Pressure Sensor Working Principle

耐腐蚀陶瓷压力传感器不涉及液体传输。压力直接作用于陶瓷膜片的正面，使膜片产生微小形变。

厚膜电阻印制在陶瓷膜片的背面，连接形成惠斯通电桥（闭合电桥）。

由于压敏电阻的压阻效应，该电桥产生与压力和激励电压成正比的线性电压信号。根据压力范围，标准信号校准为 2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V 等。兼容应变式传感器。

采用激光校准。传感器具有优异的温度稳定性和时间稳定性。传感器具有 0～70℃ 的温度补偿功能，可与大多数介质直接接触。

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陶瓷压力传感器类型

陶瓷压力传感器的基本材料是氧化铝（Al₂O₃）陶瓷。根据实现原理，可分为电容式压力传感器和压阻式压力传感器。

陶瓷基板和膜片镀有金属，用作电极。两个陶瓷部件通过玻璃密封连接在一起，保持可控间隙，从而使两个金属电极构成一个电容器。

施加压力时，基板和膜片之间的间隙会发生变化，进而改变传感元件的电容。压力相关的信号输出由后续处理电路产生。

由于陶瓷膜片的边缘固定在陶瓷基板上，并由周边支撑，因此当施加压力时，中间部分的形变增大，而边缘部分形变减小，导致电容产生非线性，从而降低灵敏度。

为了降低温度效应和边缘效应，设计中在陶瓷膜片上设置了一个圆形单电极作为公共电极。两个电极布置在陶瓷盖板上以均衡面积，形成一个同轴环形双电容传感器。

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中心为测量电容Cp，边缘环为参考电容Cr。 Cr 的外侧为固定侧。后续的信号调理电路处理两个电容器之间的电压差。利用方波激励信号，将 Cp 和 Cr 的变化转换为直流电压输出。通过两个输出电压的差值信号测量所施加压力的大小。

双电容结构显著降低了传感器系统的非线性误差。同时，当环境温度变化时，两个电容器经历相同的温度变化，温度对它们的影响是一致的。这抵消了温度变化引起的测量误差，实现了温度自补偿功能。

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压阻式压力传感器主要由陶瓷环、陶瓷膜片和陶瓷盖板组成。

陶瓷膜片作为敏感弹性体，在其上采用厚膜工艺形成惠斯通电桥作为传感器电路。由于电阻器的压阻（形变）效应，会产生电压信号。

厚膜电阻器印刷在陶瓷膜片的背面，构成惠斯通电桥（闭合电桥）。

当压力为零时，电桥处于平衡状态，输出电压为零。

当对电桥施加压力时，膜片的形变导致电桥中四个电阻器的阻值发生变化，电桥处于不平衡状态，产生与压力和激励电压成正比的线性电压信号。

由于电阻器的压阻（形变）效应，会产生电压信号。

根据压力范围，标准信号校准为 2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V 等。兼容应变式传感器。

采用激光校准。该传感器具有高温度稳定性和时间稳定性。传感器自带 0～70℃ 的温度补偿功能，可与大多数介质直接接触。

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常见问题

帮助中心

压力传感器种类繁多，例如电阻式应变压力传感器、半导体式应变压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器等等。

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目前，应用最广泛的压力传感器包括：

  • 扩散硅压阻式压力传感器、
  • 陶瓷压阻式压力传感器、
  • 溅射薄膜压力传感器、
  • 电容式压力传感器、
  • 耐高温蓝宝石压力传感器。
  • 但应用最广泛的是压阻式压力传感器，它价格低廉、精度高、线性度好。

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Piezoresistive pressure sensor

压阻式压力传感器利用单晶硅的压阻效应构建而成。它以单晶硅晶片为弹性元件，并在单晶硅薄膜上采用集成电路工艺。一组等效电阻沿单晶硅的特定方向扩散，这些电阻连接成桥式电路。单晶硅晶片放置在传感器腔体上。当压力变化时，单晶硅会产生应变，因此直接扩散在其上的应变电阻会随被测压力成比例变化。然后，桥式电路获得相应的电压输出信号。

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顾名思义，差压传感器是一种传感器。但它是用来传递压力差的，因此被称为 差压传感器。

一般来说，它的主要功能是测量两个不同压力之间的差值，并将结果显示在传感器上。差压传感器常用于测量设备某一特定部件前后两端的压力差。

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陶瓷压力传感器成本

陶瓷压力传感器成本低廉。人们常用的陶瓷压力变送器价格通常在 15 至 35 美元之间，可为客户节省大量成本。

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