圖2-17所示為壓阻效應式進氣歧管絕對壓力傳感器,主要由壓力轉換元件、混合集成電路、真空室、殼體和線束插接器組成。
圖2-18所示為壓阻效應式進氣歧管壓力傳感器的內部結構,主要由矽膜片、真空室、矽杯、底座、真空管接頭和引線電極等組成。
通過特殊加工,使4個電阻應變片處於特殊的位置,即在受到膜片拉應力的作用下,應變電阻R2、R4增加(即產生正向增量ΔR),應變電阻R1、R3減小(即產生負向增量-ΔR)。如圖2-19所示,當惠斯通橋形電路的電源電壓為UCC時,電橋的輸出電壓U0為:
U0=(R+ΔR)UCC/[(R+ΔR)+(R-ΔR)]-(R-ΔR)UCC/[(R+ΔR)+(R-ΔR)]
= UCC(ΔR/R)
式中:R——應變電阻的初始值(壹般為100mΩ);
ΔR——應變電阻R的阻值變化量。
2.電容式進氣歧管絕對壓力傳感器
通常,以空氣為介質,用兩個金屬平板做電極組成的平板電容器,就構成壹個電容式變換器(即傳感器)。
平板電容器的電容量為:
式中:S——兩平行極板的工作面積(cm2);
d——兩極板間的距離(cm);
εr——極板間介質的介電常數;
ε0——真空或空氣的介電常數。
由上式可以看出,影響電容器電容量的因素是S和d。改變S和d,即可改變電容,這是電容式變換器(傳感器)的基本工作原理。
將電容變換器與傳感器混合集成電路的振蕩電路相連接,通過振蕩電路輸出與電容變化壹致的電信號,從而將進氣歧管的壓力轉變成電信號。
3.電感式進氣歧管絕對壓力傳感器
電感式進氣歧管絕對壓力傳感器的主要由膜盒、鐵心、感應線圈、電子電路等組成。