在本文中，了解什么是板裝式壓力傳感器、它們的工作原理、它們的優(yōu)點(diǎn)、應(yīng)用以及如何為設(shè)計(jì)選擇一個(gè)。
板載壓力傳感器（圖 1）已被用于許多應(yīng)用，包括醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)自動(dòng)化和 HVACR。但是為什么它們會(huì)被選擇而不是更傳統(tǒng)的壓力傳感系統(tǒng)呢？
圖 1：板載壓力傳感器示例。圖片由霍尼韋爾提供
板裝式壓力傳感器，顧名思義，是設(shè)計(jì)用于安裝在 PCB（印刷電路板）上的壓力傳感器，從而成為電子組件的集成部分。雖然一些傳感器設(shè)計(jì)用于評(píng)估傳感器和固體物體之間的物理接觸壓力，但其他傳感器專門用于測(cè)量液體或氣體的壓力。
板載傳感器的優(yōu)勢(shì)
一般而言，板裝式壓力傳感器的優(yōu)勢(shì)在于將傳感器和 ASIC（專用集成電路）包含在單個(gè)芯片上，即使在非常擁擠的 PCB 上也易于放置。
這樣的做法：
降低零件成本
簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)復(fù)雜性
降低系統(tǒng)占用空間
提高傳感器實(shí)施的設(shè)計(jì)靈活性
此外，其中一些傳感器包括集成在單個(gè)封裝中的校準(zhǔn)、放大和溫度補(bǔ)償：
提高系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)間
使更換傳感器變得更加容易
為壓力測(cè)量系統(tǒng)創(chuàng)建更緊湊、更輕便的占地面積。
另一個(gè)好處是這些傳感器如何設(shè)計(jì)用于在高濕度和/或暴露于各種流體和氣體的環(huán)境中工作。這允許傳感器直接暴露于被測(cè)介質(zhì)，這在呼吸機(jī)或睡眠呼吸暫停機(jī)等應(yīng)用中非常重要（見圖 2）。
圖 2：睡眠呼吸暫停機(jī)中使用的傳感器示例圖。圖片由霍尼韋爾提供
最后，某些類型的此類傳感器可提供極高的準(zhǔn)確度以及良好的精度、分辨率和可重復(fù)性，所有這些在許多設(shè)備中都至關(guān)重要。
壓力傳感器的壓力類型
幾乎所有板載壓力傳感器都依賴于某種類型的微結(jié)構(gòu)（例如，隔膜），該結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出的電氣特性變化與變形時(shí)所經(jīng)歷的變形成正比。
電氣特性可以包括電容、電阻或電荷的變化，所有這些都可以被測(cè)量并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
壓力傳感器測(cè)量的三種壓力是：
應(yīng)用：醫(yī)療和工業(yè)
板載壓力傳感器用于許多不同的應(yīng)用和行業(yè)（圖 3），從任務(wù)關(guān)鍵型醫(yī)療設(shè)備到自動(dòng)化制造。
它們可以在 HVACR 檢測(cè)過(guò)濾器堵塞、協(xié)助環(huán)境監(jiān)測(cè)和 IAQ（室內(nèi)空氣質(zhì)量）以及建筑節(jié)能中找到。
這些壓力傳感器還可以很好地測(cè)量管道靜態(tài)壓力、檢測(cè)過(guò)濾器的存在以及支持 VAV（可變風(fēng)量）控制。
圖 3：可以應(yīng)用此類傳感器的兩個(gè)示例應(yīng)用是醫(yī)療設(shè)備（左）和工業(yè)環(huán)境（右）。圖片由霍尼韋爾提供
醫(yī)療行業(yè)
在醫(yī)療行業(yè)，它們已被證明在各種設(shè)備中不可或缺，包括：
工業(yè)行業(yè)
在工業(yè)環(huán)境中，這些傳感器用于：
這些傳感器用于工業(yè)環(huán)境，具有：
氣動(dòng)空氣控制
過(guò)程控制
泄漏檢測(cè)
天氣控制系統(tǒng)
真空開關(guān)
高度計(jì)
氣壓計(jì)
選擇傳感器：規(guī)格和特性
在選擇板裝式壓力傳感器之前，了解這些傳感器的一些關(guān)鍵規(guī)格和特性非常重要。
對(duì)于此類傳感器的規(guī)格，通常包括輸出信號(hào)范圍和電源電壓。此外，必須選擇輸出信號(hào)是比例式 VDC 模擬還是數(shù)字I 2 C或串行外設(shè)接口(SPI)，后者可以直接連接到微處理器或微控制器。
模擬或數(shù)字也會(huì)影響數(shù)據(jù)值的更新頻率，通常以 kHz 為單位。
至于板載壓力傳感器的基本特性，通常包括：
范圍——傳感器可以準(zhǔn)確檢測(cè)的最小和最大壓力
分辨率 - 必須存在的最小壓力變化，以便輸出信號(hào)反映它
請(qǐng)記住，范圍和分辨率之間存在關(guān)系：范圍越大，可能的分辨率越低，反之亦然。
除了標(biāo)準(zhǔn)壓力特性外，最好考慮爆破壓力。某些應(yīng)用（包括醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用）可能涉及清潔或衛(wèi)生程序，這可能會(huì)導(dǎo)致暫時(shí)但顯著的壓力增加。壓力尖峰雖然是瞬時(shí)的，但仍然超過(guò)了設(shè)備的超壓限制。
另一個(gè)需要考慮的關(guān)鍵特性是溫度。由于溫度對(duì)壓力有顯著影響，因此一些（但不是全部）板載壓力傳感器針對(duì)以下因素進(jìn)行了溫度補(bǔ)償：
表示傳感器報(bào)告的壓力值與被測(cè)實(shí)際壓力的接近程度的精度也很重要。
精度報(bào)告為壓力傳感器滿量程 (FS) 或滿量程帶跨度 (FSS) 的百分比。它也可以用總誤差帶 (TEB) 來(lái)報(bào)告，它表示傳感器在溫度補(bǔ)償范圍內(nèi)的精度。
這些傳感器的最后一個(gè)特性涉及它使用的介質(zhì)類型（例如，流體、干燥氣體）以及介質(zhì)是否必須滿足附加要求，例如非腐蝕性或非離子性。
雖然這些只是一些規(guī)格和注意事項(xiàng)，但在選擇選擇哪種壓力傳感器時(shí)需要考慮每一項(xiàng)。
