REXROTH（力士樂）壓力傳感器是一種將壓力信號轉換為電信號的裝置，其工作原理基于壓阻效應或壓電效應，具體取決于傳感器的類型。以下是其核心工作原理的詳細解析：

一、核心工作原理基礎

1. 壓阻效應原理（適用于壓阻式壓力傳感器）

原理基礎：當半導體材料（如硅）受到壓力作用時，其電阻率會發生變化，這種現象稱為壓阻效應。

結構設計：

REXROTH壓阻式傳感器通常在硅膜片上通過光刻工藝制作 4 個等值的壓敏電阻，組成惠斯通電橋。

工作過程：

當壓力作用于膜片時，膜片產生形變，導致壓敏電阻受力。

電阻值隨壓力變化（受拉電阻增大，受壓電阻減小），使電橋失去平衡。

電橋輸出與壓力成比例的電壓信號（通常為毫伏級），經放大電路處理后轉為標準電信號（如 4-20mA、0-10V）。

2. 壓電效應原理（適用于壓電式壓力傳感器）

原理基礎：某些晶體（如石英、壓電陶瓷）在受到機械應力時，表面會產生電荷，電荷大小與壓力成正比，即壓電效應。

工作過程：

壓力通過膜片或活塞傳遞至壓電晶體。

晶體產生電荷，經電荷放大器轉換為電壓信號。

信號經處理后輸出，常用于動態壓力測量（如液壓沖擊檢測）。

二、REXROTH壓力傳感器的典型結構與工作流程

1. 結構組成

敏感元件：硅膜片（壓阻式）或壓電晶體（壓電式），直接感受壓力。

轉換電路：惠斯通電橋（壓阻式）、電荷放大器（壓電式），將物理量轉為電信號。

外殼與接口：金屬外殼保護內部元件，接口用于信號輸出（如螺紋連接、電纜接口）。

2. 工作流程示例（以壓阻式為例）

壓力輸入：被測介質（如液壓油）通過接口作用于膜片。

機械形變：膜片受壓彎曲，帶動壓敏電阻變形。

電阻變化：壓敏電阻阻值按惠斯通電橋規律變化（ΔR/R ∝ 壓力）。

電信號生成：電橋輸出電壓（如 1mV/V 參考電壓），經放大后轉為標準信號。

信號傳輸：通過電纜將 4-20mA 或 0-10V 信號傳輸至控制器或顯示設備。

三、關鍵技術特點與優勢

高精度與穩定性：采用激光修調技術校準零點和滿量程，確保在 - 40℃~125℃溫度范圍內的測量精度（如 ±0.5% FS）。

抗干擾設計：內置溫度補償電路，減少環境溫度對測量的影響；外殼屏蔽電磁干擾。

耐高壓與抗沖擊：適用于液壓系統（最高耐壓可達 700bar），膜片材料選用不銹鋼或陶瓷，抗介質腐蝕。

兼容性：輸出信號兼容工業標準（如 PNP/NPN、IO-Link），便于集成到 PLC 或自動化系統。

四、應用場景

REXROTH 壓力傳感器廣泛用于：

液壓系統：工程機械（挖掘機、注塑機）的油壓監測。

工業自動化：氣缸壓力控制、壓縮機負載檢測。

能源領域：風電設備液壓變槳系統、液壓站壓力監控。

航空航天：液壓伺服系統的壓力反饋。

五、選型與維護要點

選型參考：根據測量范圍（如 0-10bar、0-400bar）、介質特性（腐蝕性、粘度）、輸出信號類型選擇型號。

維護建議：定期檢查接口密封性，避免介質泄漏；避免傳感器承受過載壓力（超過量程 150% 可能損壞）。

總結

REXROTH壓力傳感器通過壓阻或壓電效應將機械壓力轉化為電信號，結合精密電路設計實現高精度測量，其可靠性和兼容性使其成為工業自動化領域的核心傳感元件。如需具體型號的技術參數，可參考手冊或咨詢供應商。