压力传感器通常将压力信号转换为可输出的电信号。为了实现可靠的测量，传感器由敏感元件和转换/调理电路两部分组成。敏感元件直接感知被测压力引起的应变，转换元件则把应变转换为便于传输和测量的电信号。为提高信号的稳定性与可处理性，现代传感器通常将放大、调理和电源等电路集成在传感器内部，从而直接输出线性、可用的电压或电流信号。早期若技术条件有限，传感器与变送器的概念会被区分为敏感元件与转换元件。

压力传感器的核心是把压力变化转化为电阻或电容等电参量，常见输出包括线性化后的标准电压信号或工作电流信号，方便与仪表、PLC和数据采集系统直接对接。

压力传感器分类及原理要点

- 压阻式（扩散硅）传感器

- 原理：利用材料在机械应力下电阻发生变化的压阻效应，将压力引起的应变转化为电阻变化，并通过应变桥输出电信号。

- 结构与材料：将应变片或扩散区集成在单晶硅膜片上，形成硅压阻芯片，外壳封装并带出引线。

- 特点：成本低、线性好、体积小，适合大规模应用。

- 陶瓷压阻传感器

- 原理：在陶瓷基片背面印刷厚膜电阻，形成惠斯通桥，受压力时膜片微小变形，引起阻值变化，输出与压力成线性关系的信号。

- 特点：耐高温、耐腐蚀、结构稳健，工作温度范围广，常用于高温环境。

- 电阻应变式传感器家族

- 原理：将金属或半导体应变片粘贴在弹性基体上，受力时产生应变，导致电阻值变化，后续通过电桥和放大电路输出电信号。

- 特点：半导体应变片灵敏度高、体积小、功耗低，适合高灵敏测量场景。

- 电感式传感器

- 原理：通过膜片位移改变磁路中的感应量，或通过差动变压器改变次级线圈的耦合，从而输出与压力成正比的信号。

- 特点：结构简单、抗振性好，适用于振动或冲击环境。

- 电容式传感器

- 原理：通过薄膜变形改变电容量，单电容式或差动电容式两种结构，输出电压或电流信号。

- 特点：灵敏度高、动态响应快、信号噪声低，适合低力、低能量场景，对环境干扰较为敏感，需良好封装以隔离介质。

- 压电式传感器

- 原理：基于压电效应，外力作用下材料产生极化并输出电荷，或在外部电场作用下产生形变；常见分为膜片式与活塞式。

- 材料与应用：石英、LiNbO3等具有优良的耐温性和稳定性，适合高温、高振动场景，如发动机性能测试等。

- 特点：体积小、响应快速、耐高温；输出信号通常为电压或电脉冲，需合适的调理电路。

- 薄膜/溅射薄膜压力传感器VSport

- 原理：基于电阻应变效应，但膜片通过薄膜工艺直接在金属膜上实现应变桥结构，具有无活动部件的优点。

- 特点：抗冲击、耐振动，适合恶劣环境。

- 蓝宝石压力传感器

- 原理：以硅-蓝宝石组合的敏感元件，压力传递给机械膜片并引起应变，桥路输出随压力变化的信号。

- 特点：极高的温度稳性、良好的绝缘性、耐辐射性，适用于极端温度和辐射环境；在严苛条件下仍能保持高精度与高可靠性。

- 谐振式传感器

- 原理：通过振动元件的固有频率随压力变化而改变，借助频率输出信号来表示压力大小。

- 特点：体积小、重量轻、分辨率高、易于数据传输和处理，常用于对体积和重量有严格要求的场景。

应用与选型注意

- 不同类型传感器各有优缺点，实际选型需综合考虑测量范围、介质、温度、环境腐蚀性、灵敏度、线性度、响应时间、功耗、以及与后续信号链路的匹配关系。

- 安装方式、零点漂移、长期稳定性、以及维护成本也是需要重点评估的因素。

- 传感器通常输出线性电压或标准电流信号，便于直接接入仪表、数据采集模块或自动化控制系统；同时也存在需要现场标定和温度补偿的情况。

通过对各种原理与结构的理解，能够在实际应用中对区域性需求进行精准匹配，提升测量准确性与系统可靠性。