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压力测量及压力传感器的全球发展史

压力测量及压力传感器的全球发展史

2022/4/27 13:32:43

压力是我们生产生活中最重要的参数之一,压力是否满足实际要求,将影响我们的生产生活。我们生活之中最常见的压力数据如:天然气进户压力是:2000Pa,如果压力过高就会出现打不着的情况;自来水末端供水压力为0.14MPa,压力过高将有可能造成爆管情况发生,压力过低,将有可能造成居民用户不正常情况;还有我们生活中常见的汽车胎压,汽车胎压不正常,有可能造成汽车爆胎现象,如果在高速公路上爆胎,有可能造成人员伤亡情况的发生。

  压力与我们生活有着这么密切的关系,最早发现压力的现象人又是谁呢?大名鼎鼎的伽利略,他发明了注射器式水泵,他发现抽水机到10米之后,水将无法上升。

  1644年,意大利科学家托里切利发现,1m长的玻璃管内装满水银柱倒立后留下760mm现象,他称之为“真空”。

  1648年法国科学家帕斯卡听到托里切利和实验和伽利略的实验后,致力研究结果产生的原因,最后他得出水银柱下降的高度等于空气的质量,他用公式阐明了这种力量,他称之后“压力”。后来为记念他为研究压力所做出的贡献,将压力的单位定义为“帕斯卡”。

  1843年,法国科学家路辛.维蒂(Vidie)发明了无液膜盒气压计,其以弹簧平衡代替液体来测量大气压力。弹簧在测量仪表中受压力作用而伸长。Eugene Bourdon(Eugene Bourdon公司创始人)使用Vidie的指示器方式。

  1849年Eugene Bourdon(波登)获得用于更高压力的弹性金属曲管式压力计的专利权。 此种类型压力表目前还有广泛应用,其公司品牌压力表还有市场上有所销售。

1930年,Graeff(格拉夫)发明第一支压力传感器转换机构,在此机构中,膜片、弹簧或Bourdon管的移动量变为电量部分,压力膜片成为电容部分,指示器可动机构成为电位计分支。

  1955年,第一个应变片提供综合式全电阻电桥,若把它粘结在膜片上,可看到中心和边缘的应力是相对的。

  1965年,应变片的膜片连接,总会引起滞后和非稳定性。在60年代,Statham 提出第一个稳定性好,滞后少的薄膜式传感器。今天,在大压力的市场上它是主要的竞争者。

  1973年,William R. Poyle获得以玻璃或石英为基础的电容式传感器的专利权。几年后,1979年 Kavlico的Bob Bell获得以陶瓷为基础的传感器的专利权,此技术填补了低压范围(薄膜不适宜的空缺)。今天,陶瓷膜片上带有电阻。这使此技术广泛地在非良好介质的用途中得到应用。

  1967年,美国Minneapolis的Honeywell研究中心Art R. Zias(齐亚斯) 和John Egan 获得边界约束型硅膜片的专利权,开启了新的传感器时代。

  1969年H.W.Keller获得网格式批量扩散硅芯片的专利权 ,此技术利用了集成电路技术的巨大进展成果。现代传感器的典型重量为0.01克,如果所有非晶态膜片具有固有的滞后现象,那么用今天的工具也不能测出其精确的界限。

  1994年,日本横河(yokogawa)公司发明出单晶硅谐振式传感器技术,其稳写性获得市场的好评。

审核编辑(
王妍
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