01什么是压力传感器
Pressure Sensor —— 把压力这一物理量转换为可测量电信号（电压 / 电流 / 数字量）的装置。
工作原理
压力使敏感元件（膜片、应变片、电容极板等）发生形变或位移，通过惠斯通电桥、电容变化或压电效应转化为电信号，再经放大与校准输出。
测量对象
- 表压 Gauge：相对大气压
- 绝压 Absolute：相对真空
- 差压 Differential：两点压差
- 密封表压 Sealed
组成结构
敏感元件 + 信号调理电路 + 封装壳体，配合温补与 EMC 防护，构成完整传感器模组。
02工作原理
主流压力传感技术对比。
压阻式 最常用
硅膜片上扩散压阻，受压时阻值变化，构成惠斯通电桥输出毫伏级信号。成本低、线性好，是工业变送器的主流方案。
电容式
压力改变极板间距 → 电容变化。功耗极低、温漂小，适合电池供电的 IoT 与低功耗场景。
压电式 动态测量
石英 / 陶瓷晶体受压产生电荷，只能测动态压力（冲击、爆炸、脉动），响应可达微秒级。
应变式
金属箔应变片贴于弹性体，受压变形引起阻值变化。量程大、耐过载，适合高量程液压测量。
谐振式
压力改变谐振频率，直接输出频率信号，精度极高、抗干扰强，用于航空航天标准压力计。
MEMS 集成式
微机电系统将传感 + 放大 + ADC + 接口集成于单芯片，尺寸毫米级，广泛用于手机、汽车胎压与穿戴设备。
03常见类型
按信号输出与用途划分。
模拟输出型
0.5~4.5V 比例输出、4-20mA 电流环，长距离传输抗干扰，工业现场最普及。
数字输出型
I²C / SPI 输出校准后的数字压力值，免标定，适合 MCU 直连与嵌入式开发。
变送器
传感器 + 变送电路一体化，输出标准信号，带 HART / 现场总线通讯，用于过程控制。
差压变送器
测量两侧压力差，用于流量（孔板）、液位与过滤器堵塞监测。
微型贴片式
SMD 封装，用于便携医疗设备（血压、呼吸机）、手机气压计与高度计。
高温高压型
采用隔离膜片与特殊材料，适应 300℃+ 高温、600 MPa 超高压的油气与注塑环境。
04关键技术参数
选型时需重点关注的指标。
| 参数 | 说明 | 典型值 |
|---|---|---|
| 量程 Range | 可测量的压力范围，决定量程比与过载能力 | 0.1 kPa ~ 600 MPa |
| 精度 Accuracy | 满量程误差（非线性 + 迟滞 + 重复性） | ±0.05% ~ ±0.5% FS |
| 过载 Overload | 不损坏的允许最大压力 | 2× ~ 10× 量程 |
| 温度漂移 TCO | 温度变化引起的零点 / 灵敏度漂移 | ±0.01% FS/℃ |
| 响应时间 | 阶跃输入的输出上升时间 | < 1 ms（动态型 < 1 µs） |
| 长期稳定性 | 年漂移量，决定标定周期 | ±0.1% FS / 年 |
| 防护等级 | 防水防尘能力（IP 等级） | IP67 / IP68 |
05应用场景
压力传感器几乎无处不在。
工业自动化
液压系统、气动回路、管道压力监测与过程控制。
汽车电子
胎压监测 TPMS、发动机进气歧管压力 MAP、刹车油压、变速箱油压。
医疗设备
血压计、呼吸机、输液泵、手术台压力监测。
物联网 IoT
智能水表 / 气表、智慧消防栓、环境气压与海拔测量。
航空航天
发动机燃烧室压力、座舱气压、燃油系统与高度计。
消费电子
手机气压计（海拔 / 楼层定位）、穿戴设备、触控压感屏。
06实时数据演示
模拟一款量程 0~10 MPa 的工业压力变送器：点击按钮切换工况，观察压力表与趋势曲线。