电阻式压力传感器

电阻式压力传感器

电阻式压力传感器主要用于测量流动介质（如液体、气体）的动态或静态压力。这类传感器大多采用膜片式或筒式弹性元件，利用电阻应变片将压力引起的应变转换为电阻变化。

膜片应变分布

圆形膜片在均匀压力下的应变分布是压力传感器设计的核心理论。径向应变 ${\epsilon }_r$ 和切向应变 ${\epsilon }_t$ 的表达式为：

其中 $R$ 为膜片半径，$h$ 为膜片厚度，$x$ 为离圆心的径向距离，$p$ 为均匀压力，$\mu$ 为泊松比，$E$ 为弹性模量。

应变分布规律

• 中心处（$x=0$）：径向应变与切向应变相等，均为正值
• 边缘处（$x=R$）：切向应变为零，径向应变为负值，绝对值是中心处的两倍
• 径向应变过零点（$x=R/\sqrt{3}$）：径向应变为零，贴片时应避开此位置

贴片方案

根据应变分布规律，最佳贴片方案为：

• 在圆心处沿切向贴两片，感受最大切向应变
• 在边缘处沿径向贴两片，感受最大径向应变
• 接成全桥测量电路，提高灵敏度并实现温度补偿

相关应用

电阻式压力传感器广泛应用于工业过程控制、液压系统监测、智能轮胎胎压监测等领域。