复合层状压电压力传感器

宽量程高灵敏

一种由316L不锈钢膜片驱动PZT-5H晶片的复合层状结构，在0-10 MPa宽量程内实现随压力增大的电荷灵敏度，同时具备快速瞬态响应和高达150 °C的工作稳定性。

Jinghua, Lin · 陶继方

Sensors 2026

具体参数

电荷灵敏度（10 MPa时）

5.36 pC/kPa

电荷灵敏度（1 MPa时）

3.16 pC/kPa

最大残差

1 % FS

输出偏差

3 %

谐振频率

50 kHz

10-90%前沿间隔

10.12 μs

技术优势

宽量程内高灵敏

通过应力刚化效应，灵敏度随压力增加而非饱和，在10 MPa时达到5.36 pC/kPa。

高温下输出稳定

从25 °C到150 °C，输出偏差保持在3%以内，无需额外温度补偿即可用于高温环境。

响应快

冲击波管测试得到约50 kHz谐振频率，10-90%前沿间隔仅10.12 μs，能捕捉快速压力脉动。

高精度

准静态校准的二次压力-电荷关系R²=0.99995，最大残差低于1% FS。

应用场景

• 动态压力脉动监测：用约50 kHz谐振和10.12 μs前沿捕捉快速压力脉动，替代响应慢的传统压阻传感器。
• 流体动力系统监测：在0-10 MPa宽量程内保持高灵敏，用于液压系统脉动监测，无需更换不同量程传感器。
• 热力与电厂流体监测：输出偏差在25-150 °C保持3%内，适合电厂高温流体管路监测，无需额外温度补偿。
• 高温压力传感：可稳定工作至150 °C，适用于传统压电传感器因温度漂移失效的高温压力监测场景。