基礎知識之壓力傳感器

壓力傳感器是一種用于測量物體受到的壓力或壓力變化的裝置。它可以將物體的壓力轉化為電信號，以便進(jìn)行監測、控制或數據采集。它通過(guò)測量壓力引起的力的大小來(lái)間接測量壓力，用于監測和控制壓力的變化。

幾種常見(jiàn)壓力傳感器的外貌：

常用的壓力傳感器有應變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、擴散硅壓力傳感器、藍寶石壓力傳感器、壓電壓力傳感器。壓力傳感器按用途分類(lèi)主要是壓力監視、壓力測量和壓力控制及轉換成其他量的測量。按供電方式分為壓阻型和壓電型傳感器，前者是被動(dòng)供電的，需要有外電源。后者是傳感器自身產(chǎn)生電荷，不需要外加電源，根據不同領(lǐng)域對壓力測量的精度不同分為低精度和高精度的壓力傳感器。 

傳統的壓力傳感器以機械結構型的器件為主，以彈性元件的形變指示壓力，但這種結構尺寸大、質(zhì)量重，不能提供電學(xué)輸出。隨著(zhù)半導體技術(shù)的發(fā)展，半導體壓力傳感器也應運而生。其特點(diǎn)是體積小、質(zhì)量輕、準確度高、溫度特性好。特別是隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，半導體傳感器向著(zhù)微型化發(fā)展，而且其功耗小、可靠性高。 

半導體壓電阻型：半導體壓電阻抗擴散壓力傳感器是在薄片表面形成半導體變形壓力，通過(guò)外力（壓力）使薄片變形而產(chǎn)生壓電阻抗效果，從而使阻抗的變化轉換成電信號。 

靜電容量型：靜電容量型壓力傳感器，是將玻璃的固定極和硅的可動(dòng)極相對而形成電容，將通過(guò)外力（壓力）使可動(dòng)極變形所產(chǎn)生的靜電容量的變化轉換成電氣信號。 壓力傳感器的工作原理通常是基于電阻、電容、電感或半導體等原理。

壓力傳感器是一種用于測量壓力的設備。它通常由一個(gè)彈性元件和一個(gè)傳感器組成。當外部施加壓力到傳感器上時(shí)，彈性元件會(huì )發(fā)生形變。這種形變會(huì )導致彈性元件內部的電阻、電容、電感等物理量發(fā)生變化。傳感器會(huì )將這種物理量的變化轉化為電信號。常見(jiàn)的轉換方式有電阻變化、電容變化、電感變化等。接下來(lái)，傳感器將電信號轉化為數字信號，以便與其他設備進(jìn)行通信或進(jìn)一步處理。最后，通過(guò)分析這些電信號，我們可以得到外部施加到傳感器上的壓力值。

基本壓力傳感器的調節電路: 

對于現在廣泛的壓力傳感器類(lèi)型，選擇適合的壓力傳感器將對整個(gè)工程測量的準確性、工程的進(jìn)度，都有重要的影響?，F如今的壓力傳感器的種類(lèi)眾多。如何根據具體的測量目的、測量對象以及測量環(huán)境合理地選用壓力傳感器，是在進(jìn)行某個(gè)量的測量時(shí)首先要解決的問(wèn)題。

 1、確認壓力傳感器的類(lèi)型

 (1)機電式：產(chǎn)品內部式機械結構，經(jīng)過(guò)繃簧、杠桿、調理螺絲、金屬罩殼等以及觸點(diǎn)模塊裝置而成的壓力傳感器，內部不含處理電路，且均為輸出量是開(kāi)關(guān)量的壓力開(kāi)關(guān)形式。一般均可經(jīng)過(guò)螺絲調理或設定動(dòng)作的閾值;體積較龐大，但較廉價(jià)，精度較低。

 (2)電子式：壓力傳感器均有陶瓷或金屬的丈量隔離膜片，隔離膜片與被檢測物質(zhì)直接接觸，作用在膜片表面的壓力使膜片發(fā)生細小的形變，傳感器內部能夠經(jīng)過(guò)形變丈量繃簧電阻或電容器原理感知該形變的大小程度，經(jīng)往后級的機械、電路(電橋)設備輸出相應開(kāi)關(guān)動(dòng)作或模擬量信號。 精度是壓力傳感器的一個(gè)重要的性能指標，壓力傳感器的精度是關(guān)系到整個(gè)測量系統準確性的一個(gè)重要環(huán)節。壓力傳感器的精度越高，價(jià)格越昂貴，所以，壓力傳感器的精度只要滿(mǎn)足整個(gè)測量系統的精度要求就可以，不必選得過(guò)高。這樣就可以在滿(mǎn)足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡(jiǎn)單的傳感器。壓力傳感器在工業(yè)設備上應用非常廣泛，正確合理選用壓力傳感器既可以確保測量精度，又可以延長(cháng)壓力傳感器的使用壽命。下面我們一起來(lái)探討如何正確合理選用壓力傳感器。

1. 首先要確認是測量氣壓或液壓還是機械壓力。
2. 測量氣壓或液壓應選用壓力變送器，壓力變送器測的是壓強，單位為PSI、KPa或MPa等。壓力變送器一般都有引壓孔（應變式的除外），液體或氣體進(jìn)入引壓孔接觸壓力傳感器芯體，從而感受壓力大小變化。
3. 測量機械壓力，也可以說(shuō)是固體壓力。這種就得選應變片式的壓力傳感器，也就是常說(shuō)的測力傳感器。
4. 根據實(shí)際壓力選擇合適的量程。如用氣缸、液壓缸、電動(dòng)缸驅動(dòng)，大致計算出驅動(dòng)力的大小，以及可能產(chǎn)生的沖擊力。在精度范圍允許內，選大壓力傳感器量程，避免壓力傳感器過(guò)載損壞。
5. 根據現場(chǎng)使用要求，選用最合理的安裝方式。如需要配合工裝使用，可以選用拉壓型的壓力傳感器，方便安裝工裝，也方便工裝置零。如需測拉力，也得選用拉壓式的壓力傳感器。如只測壓力而且無(wú)需加裝工裝或壓頭，用純壓式的壓力傳感器即可。
6. 根據現場(chǎng)安裝空間大小選用合理的傳感器尺寸。如空間安裝狹小，可選用小尺寸的壓力傳感器，如安裝空間沒(méi)有要求，可以選用尺寸較大的傳感器，以確保精度和壓力傳感器的一致性。
7. 根據測量誤差要求選擇合適的壓力傳感器，如對測量誤差要求高，可選用精度高的傳感器，如S型的傳感器、輪輻式的傳感器也可以是梁式的稱(chēng)重傳感器，這三種傳感器精度高，重復性好、一致性也高。
8. 根據使用環(huán)境選用合適的傳感器。如使用環(huán)境溫度較高，就得選用高溫型的壓力傳感器。

• Sensirion 公司是一家瑞士的傳感器制造商，專(zhuān)注于氣體、液體和濕度傳感技術(shù)。該公司成立于1998年，提供各種傳感器產(chǎn)品和解決方案，廣泛應用于醫療、汽車(chē)、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。該公司在售的壓力傳感器大約30種，其中SDP33系列的傳感器價(jià)格普遍偏高，都在幾百元不等。
• Infineon Technologies是一家德國的半導體公司，成立于1999年。該公司主要從事半導體和系統解決方案的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售。其產(chǎn)品廣泛應用于汽車(chē)電子、工業(yè)自動(dòng)化、通信、能源管理和安全等領(lǐng)域。該公司在售的壓力傳感器大約60種，其價(jià)格在20~70不等。
• TE Connectivity Sensor Solutions是一家全球領(lǐng)先的感應器制造商。他們專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)各種類(lèi)型的傳感器，包括溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、濕度傳感器等。這些傳感器在許多不同的行業(yè)中得到廣泛應用，如汽車(chē)制造、消費電子、醫療設備和能源管理等。

from machine import Pin,ADC
 
from utime import sleep
 
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    elif button_x.read_u16() > 47000: orient_y = 'Down'
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    print("X : {:<10}  Y : {:<10}  ORT_X : {:<10}  ORT_Y : {:<10}".format(button_x.read_u16(),button_y.read_u16(), orient_x, orient_y))