压力传感器设计思路是什么？经典压力传感器设计解说

量测上所说的“压力”，即物理上的“压强”，即物质状态的重要参量。压力表上的测量有压表、绝压(绝对压力)、负压、真空度。工业界使用的压力指示值大多是表压，也就是绝对压力与大气压之差，所以绝压是指表压与大气压之和。如果测得的压力低于大气压，就叫负压或真空。

压力传感器(Pressure Transducer)是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。按不同的测试压力类型，压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。-摘自JJG860-2015压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业，下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用。另有医用压力传感器。

测压传感器的工作原理，可分为压阻式压力传感器、压电式压力传感器、压磁式压力传感器、电容式压力传感器、霍尔压力传感器等。

半导体压电阻型

半导体压电阻抗扩散压力传感器是在薄片表面形成半导体变形压力，通过外力(压力)使薄片变形而产生压电阻抗效果，从而使阻抗的变化转换成电信号。

静电容量型

静电容量型压力传感器，是将玻璃的固定极和硅的可动极相对而形成电容，将通过外力(压力)使可动极变形所产生的静电容量的变化转换成电气信号。 (E8Y的动作原理便是静电容量方式，其他机种采用半导体方式)。半导体压电阻型

半导体压电阻抗扩散压力传感器是在薄片表面形成半导体变形压力，通过外力(压力)使薄片变形而产生压电阻抗效果，从而使阻抗的变化转换成电信号。

静电容量型

静电容量型压力传感器，是将玻璃的固定极和硅的可动极相对而形成电容，将通过外力(压力)使可动极变形所产生的静电容量的变化转换成电气信号。 (E8Y的动作原理便是静电容量方式，其他机种采用半导体方式)。

压力传感器工作流程：

1、应变仪将压力转换为电信号

最常见的压力传感器类型使用应变计。它是一种机械装置，在施加或释放压力时允许微小的膨胀和收缩。传感器测量和校准物理变形，以显示施加到设备或储罐的压力。然后它将这些变化转换为电压或电信号。

2、电信号测量与记录

一旦传感器产生电信号，该设备就可以记录压力读数。这些信号的强度会增加或减少，具体取决于传感器感受到的压力。根据信号频率，压力读数可以在非常接近的时间间隔内进行。

下面介绍为xxx型压力传感器输出特性曲线。分别为在-40°，0°，25°以及85°温度环境中测试电桥在不同压力下输出。实际应用中我们往往期望传感器输出与温度无关且线性。受限于MEMS设计制作工艺、材料物理特性等，MEMS传感器本身很难达到理想要求，实际应用中往往需在MEMS后端加入信号调理芯片对其进行校准。

传感器信号调理芯片通常可以提供对前端传感器采集数据进行放大、校准和温度补偿的功能，从而使得传感器器件具有稳定可靠进行工作，并且使得器件之间具有良好的一致性。除使用集成式的信号调理芯片外，传统方案也可以使用外围分立电路来实现传感器的校准与标定，但效率低下，且效果依赖于人工与经验，不适于规模生产。而通过信号调理芯片的使用，能够免除手工校准的繁杂工作，并且提高传感器器件的可靠性。

常见的桥式信号调理芯片型号包括德国ZMDI公司的ZSC31010，美国美信公司的MAX1452，以及苏州纳芯微电子公司的NSA2300。接下来本文将以NSA2300为例介绍信号调理芯片对传感器进行校准的相关说明。NSA2300为一款专为桥式传感器提供的高集成、低功耗、高精度的传感器信号采集、放大和校准的传感器接口芯片，可以用于压力传感器调理，磁传感器调理，各类应变式传感器接口等。NSA2300可为传感器提供零点偏移及其温度补偿，灵敏度及其温度补偿以及非线性补偿，不需要其他额外的外部器件支持。NSA2300还提供多种温度测量模式，同时支持I2C/SPI数字输出和模拟输出，并可通过复用模拟输出引脚(AOUT)进行单线数字通讯(OWI)。