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說一說PCB壓力傳感器
壓電式壓力傳感器常用來測量動態壓力，一般不適用于靜態壓力的測量。動態壓力測量(典型應用如湍流，爆炸和發動機燃燒等)需要用到有特殊功能的傳感器，包括快速響應，外殼堅固，高剛度，可擴展量程和可以測量準靜態壓力的能力。為何壓電式壓力傳感器僅測量動態壓力呢？ 壓電式壓電傳感器的石英晶體當受到外部施加的壓力時產生電荷。即使電氣絕緣電阻非常高，電荷最終也將泄漏為零。電荷泄漏到零的速率取決于電氣絕緣電阻。電荷型壓力傳感器與電壓放大器一起使用時，泄漏速率由傳感器中電容和電阻、低噪音電纜和外部電壓放大器決定。ICP®壓力傳感器晶體和內置電路中的電阻和電容決定泄漏速率。
PCB®生產和制造兩種類型的動態壓力傳感器，電荷型以及ICP®電壓型。電荷型壓力傳感器輸出高阻抗的電荷信號，ICP®電壓型傳感器特點是內置集成放大電路，可以將高阻抗電荷信號轉換成低阻抗電壓輸出。
傳感器結構
壓電型壓電傳感器有各種外觀尺寸和螺紋結構，以適應不同的壓力測量安裝要求。大多數傳感器使用石英晶體作為敏感元件，以保證操作的穩定性和可重復性。石英晶體通常在殼體內部進行預緊，以保證傳感器具有良好的線性度。電氣石是另外一種穩定的天然壓電晶體，此類晶體用于需要測量體積靈敏度的傳感器中。如圖1為具有內置電路的通用型壓力傳感器。
圖一 具有內置電路的通用型壓力傳感器
極性
當ICP®壓力傳感器受到一個正壓時，傳感器產生一個正的電壓輸出。PCB®電荷型壓力傳感器的極性剛好相反。當受到一個正壓時，傳感器產生一個負信號輸出。外部電荷放大器通常與電荷輸出傳感器一起使用，并對信號進行極性反轉。電荷輸出型傳感器與電荷放大器一起組成的測試系統的輸出極性與ICP®傳感器的輸出極性是一樣的。當然，我們也有反極性輸出的傳感器版本。
高頻響應
大多數PCB®壓電型壓力傳感器中的石英晶體在堅固的傳感器外殼內采用壓縮式預緊，電氣石晶體采用無約束形式。這些設計使傳感器具有微秒級響應時間和幾百赫茲的固有頻率，能夠最小化過沖或者振鈴現象發生的可能性。
壓力傳感器的機械結構會對高頻測量產生限制。靈敏度在傳感器接近固有頻率時開始快速上升。靈敏度的上升情況如圖2所示。
圖二 靈敏度上升圖
通常傳感器靈敏度偏差低于5%范圍內使用是可以接受的。而此時的高頻測量上限一般在接近傳感器固有頻率的20%左右。高頻響應可能受激勵電流、電纜長度和電纜電容的限制。
低頻響應
電荷型壓力傳感器的低頻響應取決于所使用的電荷放大器。放大器設置低頻響應的放電時間常數（DTC）可以很長或很短，這取決于使用電荷放大器的具體型號。一個較長DTC允許更低頻的測量，較短的DTC會限制低頻響應。
內部的電阻和電容值決定了傳感器的放電時間常數和ICP®壓力傳感器的低頻響應。放電時間類似一階R-C高通濾波器的作用，決定了傳感器的低頻響應。另外，信號適調儀的DTC也應該考慮在內，它也會影響整個系統的低頻響應。
典型的壓電式系統輸出
壓電式壓力傳感器系統的輸出特點是AC耦合系統。重復的信號會衰減，直到原始基線上下區域達到相等。當監控事件的幅值出現波動，輸出會在基線附近保持穩定，同時正的區域和負的區域保持相等。圖3是一個AC交流信號波形。
在這個例子中，在一個穩態脈寬和脈沖間隔為一秒的AC耦合壓力應用，產生0-2V電壓輸出信號。其頻率保持不變但信號迅速衰減，直到信號在原始基線上下面積區域A=區域B，而且峰值相同。
圖三 AC交流信號波形
傳感器結構
壓力傳感器的精密安裝對于精確測試是至關重要的。每次安裝前請確認傳感器說明書中的安裝尺寸圖，當您有疑問時，請聯系PCB®工程師取得詳細的安裝指南。使用精密的機加工設備來安裝螺紋孔，并且使用推薦的安裝扭矩。請使用PCB®傳感器提供的安裝硬件，我們還提供不同標準的螺紋適配器來簡化一些傳感器的安裝。
對于自由場爆炸應用，使用具有氣動力外形的安裝可以最小化來自安裝支架或三腳架的反射而產生的不必要的影響。
許多壓力傳感器的敏感晶體一般位于傳感器底部的膜片處。如果壓力測量中傳感器這個部位受到側向載荷會使信號輸出失真。要避免異常的側向載荷應力施加到傳感器的上半部分，這點也很重要。對傳感器上半部分可能會產生側應力的原因包括：電纜對電氣接頭的直角拉緊力；在高橫向振動的環境中，電纜使用一個非常重的適配器連接到小型的電氣接頭上。
在自由場爆炸測試應用，壓力傳感器安裝到一個薄板上，當壓力造成板面彎曲時，傳感器可能會承受側應力，使用O型環安裝可以最小化這種影響。