壓力傳感器是能感受壓力信號，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

       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，壓電性質完全消失。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

量槍炮子彈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。

　　電阻應變片應用最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。

 

 

　　3、陶瓷壓力傳感器

　　原理：壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連

接成一個惠斯通電橋（閉橋），由于壓敏電阻的壓阻效應，使電橋產生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵

電壓也成正比的電壓信號，標準的信號根據壓力量程的不同標定為2.0/3.0/3.3mV/V等，可以和應變式傳感器相

兼容。通過激光標定，傳感器具有很高的溫度穩定性和時間穩定性，傳感器自帶溫度補償0~70℃，并可以和絕

大多數介質直接接觸。

　　應用：陶瓷是一種公認的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動的材料。陶瓷的熱穩定特性及它的厚膜

電阻可以使它的工作溫度范圍高達-40~135℃，而且具有測量的高精度、高穩定性。電氣絕緣程度2kV，輸出信

號強，長期穩定性好。高特性，低價格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發展方向，在歐美國家有全面替代其它

類型傳感器的趨勢，在中國也越來越多的用戶使用陶瓷傳感器替代擴散硅壓力傳感器。

　　4、藍寶石壓力傳感器

　　原理：利用應變電阻式工作，采用硅-藍寶石作為半導體敏感元件，具有無與倫比的計量特性。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。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。