壓力計原理

壓力計(壓力傳感器、Pressure Sensor)

壓力傳感器用於量測液體與氣體的壓力,工作時將壓力轉換為電信號輸出,常見於機械、鋼鐵、石化與電子廠房等環境。 除了直接的壓力監測,也可間接量測流量、速度、水位或海拔等。

壓力感測原理

電容式壓力感測器利用平行電容板原理:當隔膜受壓變形時,與底板電極的間隙改變,造成電容變化,據以量測壓力。 具低功耗、高解析度與良好抗溫漂特性,常見於行動裝置樓層導航、汽車胎壓監控(TPMS)與醫療電子等。

薄膜受壓變形導致壓阻材料電阻改變;透過惠斯登電橋與放大電路讀取,即可換算壓力。 優點為輸出高、靈敏度佳且成本較低;缺點是較易受外界應力與溫度影響。 亦廣泛用於航空航太(如機翼動態壓力分佈、進氣口動態畸變、葉柵脈動壓力、機翼抖動)與生醫應用。

壓電材料受力會產生電荷,適合量測動態/高頻壓力與衝擊;常見於飛機、汽車、船舶、橋樑與建築的振動/衝擊量測, 亦可量測引擎燃燒壓力、真空度及軍工應用中的膛壓與炮口衝擊波壓力。結構簡單、體積小、重量輕、壽命長。

如何挑選壓力計 選型重點

1️⃣ 量測範圍(量程)

  • 小範圍(kPa~MPa)|中範圍(10–50 MPa)|高壓(> 100 MPa)。量程過小易飽和、過大解析度不足,建議留 20–30% 裕度。

2️⃣ 壓力型式

  • Gage(表壓)|Absolute(絕對壓)|Sealed Gage(密封表壓,常見於高壓)。依系統零點與環境變化選擇。

3️⃣ 輸出訊號

依控制器/DAQ 介面選擇所需訊號:

  • Unamplified(mV/V)

  • Voltage / Current(0–5V、0–10V、4–20 mA)

  • 數位匯流排(如 CANopen / CiA 404)

4️⃣ 應用特性(環境/動態)

  • 是否為高溫環境?例如引擎艙、動態壓力測試(可參考高溫/高頻產品,如 PWFD/PWFE)。

  • 是否需動態/高頻響應?(自然頻率要求、量測頻寬)

  • 是否需要同時量測溫度?(壓力 + PT100/1000 之雙輸出,如 PCM160

  • 是否為航太/惡劣環境?(耐震動、寬溫域,如 PGA160 / PCM160 / PST160)

5️⃣ 機械連接(接頭)

  • 常見:G3/8、G1/2(如 PW-PA 系列)

  • 航太級螺牙:M8、M10、3/8-24 UNF 等

應用領域

汽車胎壓監控(TPMS)、引擎壓力監控|工業管線壓力、液壓/氣壓監控|醫療呼吸器、血壓監控設備| 穿戴式與高度計|飛機機翼動態壓力、航太膛壓|建築結構健康監測與大壩水壓。

產品系列快速總覽

系列/型號 電源 輸出 特色
PGP 系列 8–30 Vdc mV/V、0–5V、0.5–4.5V 高性能、廣溫域
PST 系列 10–30 Vdc mV/V、0–5V、0–10V、4–20mA 通用型,規格齊全
PDS 系列 8–30 Vdc CANopen(CiA 404) 數位匯流排,系統整合