數(shù)字壓力傳感器和數(shù)字壓力開關的工作原理
在許多系統(tǒng)中，機械壓力開關被電子版本取代。這些數(shù)字壓力開關提供多種附加功能，例如數(shù)字顯示和電子調節(jié)開關點的可能性。數(shù)字壓力開關主要基于電子壓力變送器。這為開關提供了發(fā)射器的完整功能。使用集成壓力開關可以執(zhí)行簡單的控制任務?？梢允褂脭?shù)字顯示器或I/O鏈接單獨設置開關點。
一、電子壓力測量原理
需要電子壓力傳感器來檢測壓力（變化）并將其高精度轉換為電信號。電信號用于表示壓力的大?。ㄗ兓?。下面討論主要的四個原則。
二、電阻壓力測量
電阻壓力測量使用與撓度相關的電導體電阻。該原理使得可以將依賴于壓力的偏轉與電阻相關聯(lián)。為此，適用以下關系：
如果導體的長度由于拉力而增加，則橫截面積減小。電阻與橫截面積成反比。這意味著電阻隨著橫截面的減小而增加。
使用此原理的壓力傳感器通常有一個隔膜，上面放置了四個金屬應變計。它們分布在伸長和壓縮區(qū)域。因此，阻力根據(jù)隔膜的偏轉（壓縮或伸長）而變化。為了精確測量，使用惠斯通測量電橋。
三、壓阻式壓力測量
壓阻式壓力測量原理類似于前面提到的電阻式測量原理。然而，壓阻原理利用了半導體材料。除了橫截面積發(fā)生變化外，它們的電阻率還會因變形而發(fā)生變化，這稱為壓阻效應。這種影響對于導電金屬來說是微不足道的，但對半導體（如硅）有顯著影響。這些半導體材料集成在隔膜內。這使得隔膜和應變儀都可以是相同的半導體材料。通常，四個應變計嵌入并連接到惠斯通電橋。
半導體材料不適用于廣泛的介質。因此，必須保護審查材料。這是通過使用金屬膜和諸如油之類的傳輸介質將壓力間接傳遞到半導體來完成的。
壓阻式壓力傳感器的一個優(yōu)點是它們可以用于非常低的壓力范圍。一個缺點是對溫度和制造相關變化的強烈依賴性。這要求每個傳感器都必須進行溫度補償。
四、電容式壓力測量
該原理基于電容器的電容測量。雙板電容器的電容使用以下關系式計算：
這個原理是使用兩個板來實現(xiàn)的。由于壓力變化引起的偏轉導致板之間的間隔發(fā)生變化。由于面積和介電常數(shù)是恒定的，電容僅取決于極板間距。這導致傳感器的高靈敏度。這使得電容式壓力傳感器適用于或非常低的壓力范圍（一位數(shù)mbar范圍）。由于可移動的膜片可以向上偏轉到固定板，因此確保了傳感器的高過載安全性。
五、壓電式壓力測量
請注意，這是與壓電電阻壓力測量不同的原理。該原理基于在某些非導電晶體（如單晶石英）中發(fā)現(xiàn)的壓電效應。由于施加的壓力或張力，晶體的相對表面分別帶正電和負電。這是由帶電的晶格元素中的感應位移引起的。位移導致產生表面電荷的電偶極矩。
表面之間的電壓差是可測量的，并且可以轉換為壓力變化。壓電式壓力測量僅適用于動態(tài)壓力測量。這些傳感器僅限于特定應用。
