分析智能压力传感器系统的设计

李昂阳

【摘要】智能压力传感器的应用也在一定程度上简化了压力检测的程序，智能压力传感器将传感器检測信息的功能和微处理器的信息处理功能进行了有效的结合，具有成本低、可靠性好、实用性强等特点。本文从智能压力传感器的结构设计以及设计要点两方面出发探讨了智能压力传感器系统的设计，并对智能压力传感器未来的发展提出展望，以期为相关人员提供设计帮助与建议。

【关键词】智能压力传感器系统设计

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

一、结构设计

传感元件位于整个传感器系统之首，被监测的压力量需要通过传感元件转换为电信号才能正确进行处理，因此传感元件的好坏直接影响着传感器系统的准确运行。通常为了更好的得到信息数据会采用固态压阻式压力传感器，这种传感器体积小、精度高、灵敏度高并且具有很高的可靠性。整个固态压阻式压力传感器的核心部分是一块硅膜片，膜片周围由硅环进行固定，而膜片的两边有两个压力腔，一个是低压腔，另一个是高压腔。当膜片的两边因为存在的压力差而变形时，相应的膜片上的各点就会产生应力，从而使电阻阻值发生变化，也就会使电桥失去原有的平衡，输出相应的电压，这个电压也就反映了膜片上的压力差值。同时，在进行电阻的布置时也要根据电阻的特点进行布置，从而使电桥形成全等臂差动电桥，以提高整个压力传感系统的灵敏度。在智能压力传感器的设计中，微处理器是最核心的器件，因此在选择的时候要选择性价比高的、功能较为强大的处理器。智能压力传感器的结构框图，如图1。

二、智能压力传感器设计要点

1.正确进行安装。通常智能压力传感器的损坏都是由于安装位置的不恰当引起的，如果将传感器安装在过小或不规则的孔中，就有可能会造成传感器的震动膜受到冲击而损坏，所以要选择合适的工具加工安装孔，防止传感器在使用过程中的脱落。

2.注意误差及温度补偿。虽然智能压力传感器已经将数据误差缩小到很小了，通常情况下用来避免误差时常采用半桥差动或全桥差动的电路，以进一步缩小误差，提高输出的灵敏度。而同时全桥差动的电路也有温度补偿的作用，可以有效减小温度对于压力传感器的影响，所以得到了更广泛的应用。

三、智能压力传感器的发展方向

（1）向高智能、高精度发展。随着自动化生产技术的不断提高，对于传感器的要求也在不断提高，只有研制出高灵敏度、高精确度、高运行速度的新型压力传感器才能确保生产的高效性。（2）向高可靠性、宽温度范围发展。目前大部分的传感器工作的温度范围都在-20℃～70℃之间，远远不能够满足工业生产的需要，因此，要开发应用温度范围更广的传感器。而传感器的可靠性也直接影响到电子设备的性能，所以研制高可靠性的智能压力传感器将是永久性的方向。（3）向微型化发展。虽然现在的智能传感器应用的软件已经越来越小了，但是传感器控制仪器设备的体积却没有多大变化，只有将仪器的体积缩小，才能真正实现高效、广泛利用，这就要求生产企业开发使用新材料和新的生产加工技术，以实现设备的微型化，当然目前所使用硅材料制作的传感器体积已经很小了，但却并不能就此放弃对更多材料应用的探索。（4）高智能化。现在的智能压力传感器已经将普通传感器检测信息的功能和微处理器的信息处理功能很好的结合在了一起，但就目前形势看来应用并不广泛，所以，应该进一步探讨更多的生产技术，提高设备的智能系统，降低设备的生产成本，从而真正促进智能压力传感器的应用普及。

四、结语

智能压力传感器系统相比起普通压力传感器来说有结构简单、体积小、性能稳定、可靠性高等诸多优点，也有很高的性价比。我国智能压力传感器的应用和设计并不完善，需要投入更多的精力去进行探索，只要我们敢于尝试、敢于探索，一定能发现更加利于生产的智能压力传感器系统，以推动我国工业的发展。

参考文献

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[2]董杰.智能压力传感系统的设计[J].可编程控制器与工厂自动化，2009（9）

[3]张文竹.基于数据融合技术的智能压力传感器研究[J].现代电子技术，2012（14）