压力控制传感器 什么是压电压力波（PWP）传感器？看完就懂了

什么是压电压力波（PWP）传感器？看完就懂了

压电材料作为感知电力设备放电、振动等信号的关键材料，在电力设备振动监测、放电检测、探伤、温度测量、电压传感等领域得到广泛应用。

压电材料在压电传感器件中的应用多种多样，其核心在于机械能和电能的相互转换：压电材料受机械振动（压电振动传感器）、声波传导（压电声传感器）等机械外力作用时晶格形变，引起极化状态的变化，输出传感电信号，或通过对压电材料受电场作用产生的形变进行测量来反映电场大小（压电电压传感器）。

声波信号可较好地实现与电信号的耦合与相互转换。根据声波激励、传播和耦合方式的不同，压电声传感器可分为压电超声传感器、声表面波传感器、电声脉冲传感器、压力波传感器等。

除压电电声脉冲传感器外，压电压力波（Pressure Wave Propagation, PWP）传感器同样被广泛用于固体介质空间电荷测量。

不同压电压力波传感器产生压力波的方式略有不同，如利用薄压电陶瓷片产生压力脉冲即压电感应压力波传播法（PIPWP）、利用PVDF压电薄膜产生压力脉冲（压电压力波传播法（Piezo-PWP））等，但测量原理基本相同：产生压力波在介质中传播引起介质产生形变，导致介质内部局部电场的微小变化，从而在外电路上感应出对应的电压或者电流信号，由此反映绝缘介质内部的空间电荷分布情况。常见压电压力波传感器测试装置如图1所示。

压力波阶跃上升沿宽度或脉冲宽度应尽可能窄（远小于介质厚度），以提高压电压力波传感器分辨率和灵敏度。郑飞虎等研究发现，压电薄膜厚度、电脉冲下降沿宽度、背衬层材料及声传播介质等因素都会对压力波脉冲波形和脉冲宽度产生影响，实际测试时选用25μm压电薄膜产生脉宽约50ns的单极性压力波声脉冲。

图1 压电压力波传感器测试装置

目前压电压力波传感器的理论模型与测量技术已经基本明晰，在工业界已开始推广应用。如S.Holé等将压电压力波传感器用于欧洲BESTPATHS项目中高压超导直流电缆绝缘测试，在极低温度下对液氮/纸复合绝缘空间电荷分布进行了测量，其测试装置如图2所示。

图2 压电压力波传感器测试装置

本文编自2021年第7期《电工技术学报》，论文标题为“压电材料与器件在电气工程领域的应用”，作者为姚睿丰、王妍 等。

你听说过绝对压力传感器吗，它到底是什么呢？

大家知道什么是绝对压力传感器吗？好像听说过，但是在汽车的哪个位置呢？

其实绝对压力传感器只是一个简称，它的全称是进气歧管绝对压力传感器（MAPS）

从字面上看可以看出进气歧管绝对压力传感器主要是测量进气歧管的空气的压力的，所以一般绝对压力传感器一般安装在进气歧管。

什么是绝对压力：

绝对压力是指压力容器内的压力加上1个大气压

进气歧管绝对压力传感器用于D型汽油喷射系统。

它在汽油喷射系统中所起的作用和空气流量传感器相似。进气歧管绝对压力传感器根据发动机的负荷状态测出进气歧管内绝对压力（真空度）的变化，并转换成电压信号，与转速信号一起输送到电控单元（ECU），作为确定喷油器基本喷油量的依据。

在当今发动机电子控制系统中，应用较为广泛的有半导体压敏电阻式、真空膜盒传动式两种。

进气歧管绝对压力传感器分类：

按检测原理可分为压敏电阻式、电容式、膜盒式、表面弹性波式等。

进气歧管绝对压力传感器的工作原理

进气歧管绝对压力传感器利用的是压电技术的原理设计而成。传感器主要有一个密封良好的弹性膜片和一个铁质磁芯构成。膜片和磁心精确地放置在微型线圈内，当感应到压力时，就产生一个与输入压力成正比的、与参考电压成比例的输出信号。

压敏电阻式绝对压力传感器工作原理

硅片的一侧是真空室(绝对压力为零)，而另一侧承受进气管内的压力，在此压力作用下使硅片产生变形；由于真空室的压力是固定的，进气管绝对压力变化时，硅片的变形量不同；硅片是一个压力转换元件(压敏电阻)．其电阻值随其变形量而变化，导致硅片所处的电桥电路输出电压发生变化，电桥电路输出的电压(很小)经IC放大电路放大后输送给ECU。

电容式绝对压力传感器

发动机工作时，进气管内的空气压力作用于弹性膜片上，使弹性膜片产生位移，电容量的变化量与弹性膜片的位移成正比，电容量的变化量再经过测量电路转换成电压信号输送给Ecu，测量电路可以是电容电桥电路或谐振电路等。

进气歧管压力高低直接表征了发动机当前的负载和工作状态。它对发动机管理系统输出控制状态有着决定性的影响。

原则上讲，发动机的燃油供给状态与进气歧管压力成正比关系；发动机的点火正时时间（点火提前角）则与进气歧管压力成反比关系。

压敏电阻式绝对压力传感器的检修

电容式绝对压力传感器的检修

检查进气温度传感器的信号电压，20℃时信号电压为2.5～3.4V；60℃时为0.2～1.0V。

以上就是绝对压力传感器的介绍了，供大家了解。

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