壓力傳送器原理

壓力傳送器原理
壓力傳送器的原理可分為應變片式（Strain Gauge）、壓電式（Piezoelectric）、電容式（Capacitive）、壓阻式（Piezoresistive）等。當壓力感測器的壓敏元件利用不同的工作原理檢測施加的壓力後，再透過訊號轉換模組將壓力資訊轉換為可輸出的電訊號。

應變片式（Strain Gauge）壓力傳送器原理
應變片利用金屬材料的「應變效應」，即當導體受到拉伸或壓縮時，其長度和截面積會發生變化，從而導致電阻值的改變。因此藉由測量該電阻值的變化，即可回推該導體產生的形變以及受到的壓力變化。

壓電式（Piezoelectric）壓力傳送器原理
某些晶體材料，如石英、鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛（PZT）陶瓷等，具有特殊的晶體結構。在沒有外力時，晶體整體呈電中性。當對晶體施加機械壓力時，晶體結構發生微小變形，使得正負電荷發生相對位移，晶體表面出現具極性的電荷分佈狀態，便產生了電壓（壓電電壓）。

電容式（Capacitive）壓力傳送器原理
電容器由兩個相互絕緣的導體（電極）組成。

根據電容值的基本公式C =ε × A / d

其中：

C = 電容值（法拉，F）

ε = 介電常數

A = 電極面積（m²）

d = 電極間距（m）

由公式可看出，在其餘參數不變的情況下，電極間距的改變與電容值的變化成反比。因此電容式壓力傳送器便是利用這個原理，當壓力施加在壓力傳送器時，設計電路藉由電容值的變化回推傳送器電容電極間距的變化，再回推傳送器所測到的壓力值。

壓阻式（Piezoresistive）壓力傳送器原理
壓阻效應與應變效應類似，但應變效應主要是幾何尺寸變化導致電阻變化（長度、截面積），而壓阻效應主要是材料的電阻率本身隨應力改變。其中半導體材料（如單晶矽）的壓阻效應顯著，因此靈敏度更高。

結論
壓力傳送器從最早的巴登管到現代的MEMS傳送器，從簡單的機械指示到現代的智慧數位顯示，技術進步使得壓力測量變得更準確、更可靠、更經濟。然而，技術再先進，也需要正確的應用。選擇合適的傳送器、正確的安裝、定期的維護和校準，才能充分發揮壓力傳送器的性能，為生產安全、產品品質和經濟效益提供可靠保障。