气压传感器

手机GPS测海拔高度

气压传感器首次在智能手机上使用是在Galaxy Nexus上，而之后推出的一些Android旗舰手机里也包含了这一传感器，像Galaxy SIII、Galaxy Note2也都有。

对于喜欢登山的人来说，都会非常关心自己所处的高度。海拔高度的测量方法，一般常用的有2种方式，一是通过GPS全球定位系统，二是通过测出大气压，然后根据气压值计算出海拔高度。

由于受到技术和其它方面原因的限制，GPS计算海拔高度一般误差都会有十米左右，而如果在树林里或者是在悬崖下面时，有时候甚至接收不到GPS卫星信号。

而气压的方式可选择的范围会广些，而且可以把成本可以控制在比较低的水平。另外像Galaxy Nexus等手机的气压传感器还包括温度传感器，它可以捕捉到温度来对结果进行修正，以增加测量结果的精度。

所以在手机原有GPS的基础上再增加气压传感器的功能，可以让的三维定位更加精准。

在智能手机中的应用

我们用的智能机都使用了气压传感器，很多用户不知道气压传感器是什么东西，认识比较陌生，对于气压传感器有什么样的用途，下面是传感器交易网为您整理的。

对于爱登高的人来说如何知道自己所处的海拔呢"_blank" href="/item/GPS全球定位系统/5864639" data-lemmaid="5864639">GPS全球定位系统来计算表海拔，但是由于存在十米左右的较大误差，以及GPS卫星信号接收不能够保障等问题。因此这种方法会带给人们很多不便，那么不妨试试你手机中的压力传感器吧。

你可以通过压力传感器里测量大气压，进而根据气压值计算出海拔高度，同时还能够根据温度传感器数据来结果进行修正，以得到更精确的数据，同时成本会更低。

如果说用压力传感器来计算海拔算是一项不错的应用，那么利用压力传感器来辅助导航，你是不是会觉得惊讶呢"para" label-module="para">

同时当用户处于楼宇内时，内置感应器可能会无法接收到GPS信号，从而不能够识别地理位置。配合气压传感器、加速计、陀螺仪等就能够实现精确定位。这样当你在商场购物时，你能够更好找到目标商品。

空气压缩机的气压传感器主要的传感元件是一个对气压的强弱敏感的薄膜和一个顶针开控制，电路方面它连接了一个柔性电阻器。当被测气体的压力降低或升高时，这个薄膜变形带动顶针，同时该电阻器的阻值将会改变。电阻器的阻值发生变化。从传感元件取得0-5V的信号电压，经过A/D转换由数据采集器接受，然后数据采集器以适当的形式把结果传送给计算机。

很多空气的气压传感器的主要部件为变容式硅膜盒。当该变容硅膜盒外界大气压力发生变化时顶针动作，单晶硅膜盒随着发生弹性变形，从而引起硅膜盒平行板电容器电容量的变化来控制气压传感器。

数字气压传感器

高精度气压传感器一般是利用MEMS技术在单晶硅片上加工出真空腔体和惠斯登电桥，惠斯登电桥桥臂两端的输出电压与施加的压力成正比，经过温度补偿和校准后具有体积小，精度高，响应速度快，不受温度变化影响的特点。输出方式一般为模拟电压输出和数字信号输出两种，其中数字信号输出方式由于和单片机连接方便，是市场上的主流。

气压传感器主要用来测量气体的压强大小，其中一个大气压量程的气压传感器通常用来测量天气的变化和利用气压和海拔高度的对应关系用于海拔高度的测量。

虽然GPS接收机上很少见到气压传感器的身影，但其实高精度气压传感器GPS接收机上可以有很广泛的应用。

气压传感器除了模拟输出的产品外，数字输出产品在市场上也占有了很大市场。一般数字输出的产品多为贴片式、微小型、模块化产品（例如BA5803、BP5607、BT5611等）。数字输出的产品在使用中无需在进行放大电路、温补电路、标定零点等处理，使用起来更为方便。2100433B

国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。气压传感器是由一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动化检测和控制的首要环节。

量 程： -0.1～0～1～150(MPa) 量程可选

综合精度： 0.1%FS、0.25%FS、0.5%FS

输出信号： 4～20mA(二线制)、0～5V、1～5V、0～10V(三线制) 、RS485(数字信号)

供电电压： 24VDC(9～36VDC)

介质温度： -20～85℃(常温型) -20～200℃(中温型) -20～600℃(高温型)

环境温度： 常温(-20～85℃)

零点温漂移： ≤±0.05%FS℃

量程温度漂移： ≤±0.05%FS℃

补偿温度： 0~70℃

安全过载： 150%FS

极限过载： 200%FS

响应时间： 5 mS(上升到90%FS)

负载电阻： 电流输出型：最大800Ω；电压输出型：大于5KΩ

绝缘电阻： 大于2000MΩ (100VDC)

密封等级： IP65

长期稳定性能： 0.1%FS/年

振动影响： 在机械振动频率20Hz～1000Hz内，输出变化小于0.1%FS

电气接口(信号接口)： 赫斯曼接头 四芯屏蔽线

机械连接(螺纹接口)： M20×1.5等，其它螺纹可依据客户要求设计

振筒式气压传感器是一种新型的气压感应元件。它由两个同轴的一端密封的圆筒组成。一个是内振筒，一个是外保护筒。内振筒一般采用镍基恒弹合金。外保护筒一般用不锈钢制成。这两个筒的一端固定在公共基座上，另一端为自由端。线圈架安装在基座上，并位于圆筒的中央。线圈架上有激振线圈，它用于激励内振筒;线圈架上另有拾振线圈，它用于检测内振筒的振动频率。内振动筒和外保护筒之间的空间被抽空作为绝对压力的标准。内振动筒和线圈架之间的空间与被测气体相通。

对于大多数振筒的几何尺寸来说，轴向半波数m=1，周向波数n=3或4的模式具有最低的固有频率和最大振幅，并且容易激振。对称模式最稳定，对测量有利。所以m=I，n二4的振动模式，多用来作为气压传感器的工作模式。由于波型的对称性，使得传感器经得起大加速度位移而不致于损失任何磁性性能。

拾振线圈在线圈架中安装成与激振线圈相垂直，这样可避免两个线圈的互相规合。这种空间位置和相位关系有助于振筒以四瓣对称波型起振，波节的对称性也对滤掉外来的干扰有益。

激振线圈、拾振线圈和机械共振的内振筒由通过导线的电流和由磁力线所产生的力相互联系着，构成为闭环控制电路。

空气引入线圈架和振筒之间的空腔，筒壁由作用在筒内表面的压力所张紧，这个张力使筒的固有频率随压力的增加而增加。当机械频率增加时，拾振线圈直接检测出频率增量，并立即将这个信息转送到放大器和限幅器。该新的频率和新的极限电压又反馈到激振线圈，产生一个增强了的、并以适当频率脉动的力。

传感器在零压力点有一个固有频率的选择原则是:对于气压传感器而言，要尽可能使频率高些，这样可以使方程的二次项占的比例明显减小，有利于线性化。

振筒式气压传感器工作在不同的环境温度条件下，随着环境温度的变化，其测量误差也会不同。为了提高测量精度，必须对振动筒式压力传感器的温度误差进行修正。在压力传感器的底座内安置了一个二极管，利用二极管的正向电压随温度变化的特性来检测传感器的工作温度。虽然不同的振动筒式压力传感器的温度特性存在差异，但就某一具体传感器而言， 其温度特性是确定的。在飞机上专用的计算机中，存储了振动筒式压力传感器的温度特性数据，根据环境温度的大小，可有效地对温度误差进行修正，以达到提高测量精度的目的。温度测量电路的输出电压经过A/D 转换。变成数字量后， 由单片机结合温度特性数据对传感器输出的频率量实施修正，从而消除温度误差。

振筒式气压传感器分辨率

为了提高分辨率，一般的变换方法是打开一个逻辑门，让一个精密的高频时钟脉冲通过，并用计数器按二进制来积累通过门的时钟脉冲。时钟门最初是在传感器一个输出矩形波的起点被打开，而在传感器后一个输出矩形波的起点被关闭。固定频率的时钟脉冲数随后在传感器一个输出周波的时间内被积累在计数器内。若用2⁸=64个传感器的周波数来控制，而时钟为15兆赫时，分辨率将为1/213312或土0.0005%。

振筒式气压传感器阻尼

振筒式气压传感器，由于没有支承点的摩擦，因此具有低的阻尼，谐振响应曲线很“陡”。由于低阻尼，它的品质因数Q值在5000以上。

振筒式气压传感器重复性和迟滞

振筒式气压传感器重复性好和迟滞低。其所以迟滞低主要是因为它没有支承点的摩擦和元件本身的永久变形。而且内振筒焊接在外保护筒的较重的环形基座上，该组件又夹紧在传感器基座上，因而不存在相对运动。而振筒所受的应力只要在材料的弹性极限以内，元件就不会有永久性变形。两项的全部影响不大于传感器所测压力“满刻度”的±0.0001%。

振筒式气压传感器长期稳定性

振筒式气压传感器的长期稳定性好。一年的长期稳定性，2σ(σ为均方误差)为“满刻度”的±0.006%。影响它的长期稳定性的因素是：内外筒之间的标准真空(标准真空度为10-6毫米汞高)的电子束焊处的多孔性，其次是材料的多孔性。

振筒式气压传感器温度影响

温度既影响振筒的弹性常数，又影响与振筒相接触的气体密度。前者的温度系数在百万分之几以内，可以认为是零。

一种较好的温度补偿方法是用一个加热线圈放人线圈架和用一个简单的比例闭环控制系统去控制内部结构和气体的温度。经温度补偿后，若恒温点在71⁰C，则在“满刻度”点上的误差为士0.001%。