【技术】压力传感器原理及其产品阵容介绍

时间： 2021-11-01 来源：Nidec

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压力传感器是将气体或液体等流体的压力转换为电信号的压力转换器的总称。压力传感器检测和测量的压力类型，大致分为以下三种。

①以大气压力为基准所表示的压力大小 = 表压

②以绝对真空为基准所表示的压力大小 = 绝压

③相对于某一任意比较的压力(基准压力)所表示的压力大小 = 差压

压力传感器原理

压力传感器在受压部使用应变片作为压力敏感元件，通常是将金属箔式应变片或是膜片粘合到圆柱形弹性体上。由于膜片受到压力而变形，将这种物理变形引起的电阻变化转换为电信号以检测和测量压力。日电产科宝电子提供两种传感方式的压力传感器：半导体压电阻型(Si-MEMS)方式和使用压电薄膜(SUS隔膜)方式。每个方式都有各自的特点，根据用途提供种类繁多的压力传感器产品。

下面来看看每种方式的工作原理：

Ⅰ.半导体压电阻型（Si-MEMS方式）

Si-MEMS 方式主要利用了单晶硅的压阻效应，是指当半导体受到应力作用时，由于应力引起能带的变化，能谷的能量移动，使其电阻率发生变化的现象。单晶硅用于压敏元件以形成隔膜。通过热扩散在硅单晶上形成的压阻效应，接收隔膜在压力下的变形作为应力。

如下图所示，连接4个压电电阻，组成惠斯通电桥电路。该桥式电路由恒定电流(标称电压DC 1.5mA)驱动。当施加压力时，R2和R3的阻值增加，另一个R1和R4的阻值减小，导致电桥电路不平衡，输出端出现电压差。该电压差成为与压力成正比的输出电压。负压原理与正压原理相同，只是极性相反而已。

下侧隔膜的截面图中，为了便于理解，故意夸大了隔膜的变形(拉伸或弯曲)(指红色虚线部分)，但实际隔膜变形量极小，几乎是几微米无法看到的。由于Si-MEMS方式，可以通过轻微的机械变形获得很大的电阻变化。作为压力输出特性，特征是相对于扭曲量(=应变比)的输出转换效率高。

隔膜横截面

Ⅱ. 压电薄膜传感器（SUS隔膜方式）

该方式具有通过绝缘膜在金属隔膜上形成一种薄膜动态应变的结构。当施加压力时，金属膜片发生变形，形成在膜片上的薄膜应变片发生变形，从而检测出应变片电阻值的变化。

压电薄膜传感器元件横截面图

如下图所示，薄膜型传感器也与硅MESM一样，连接四个薄膜电阻，形成惠斯通电桥电路。薄膜电阻由恒定电压驱动，当施加压力时，金属膜片上形成的薄膜电阻发生变形(拉伸或弯曲)以检测表电阻值的变化，得到与压力成正比的电压信号。与Si-MEMS方法相比，压力输出特性小，因此不适用于低压区域，适用于需要高真空的高压应用环境里。另外，这种方法的特点之一是可以拓宽工作温度范围，受温度影响小。

压力传感器业务介绍

丰富的产品阵容

NIDEC拥有模块型，内置放大器型，通过施加特定的压力值来打开和关闭压敏元件的触点的压力开关，以及带显示的压力计等，多种不同形式的压力传感器产品。传感器元件的种类有，半导体压电阻型Si-MEMS方式和压电薄膜(SUS)方式。其中Si-MEMS方式有，用于非腐蚀性气体的单晶硅膜片和通过在接液部分设置SUS隔膜构成硅双隔膜(硅油封装隔离)和可用于液体等腐蚀性介质里的两种。根据用途和环境适当使用传感器元件，并将其开发成各种最终产品。

近年来，Nidec还积极推出带有比例输出的内置小型放大器的类型和使用薄膜元件的高真空高温对应的新产品等，正在扩大业务领域。

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日本电产集团综合产品目录(Nidec Group Products Catalog)

描述- 日本电产集团发布第10版产品目录，涵盖从精密小型马达到超大型电机的全系列产品。产品应用于信息技术、办公自动化、汽车、机器人、家电、物流、农业等多个领域。公司致力于成为全球领先的驱动技术企业，并积极应对汽车电动化、机器人应用扩展等五大技术创新浪潮。

型号- PM4系列,H300,D SERIES,NRFEIS-5060,DFS,GATS-2000 SERIES,TPI SERIES,GATS-7800 SERIES,R-6100,TVX,GATS-6300,GATS-8600,SX-20,RWI SERIES,ZI20A,GATS-7500系列,LSR-3230,BP100,RSH,GATS-7700 SERIES,K-MC1000,P2H系列,E300,GATS-2000系列,GATS-6300系列,NVM-6060GCP,VL-H系列,GATS-7500,MH3NCV,VL SERIES,GATS-7800系列,SS-SV,DEWE3-A4,TPI,TVX SERIES,RGA20,NRTES-1000 SERIES,FCPL,ΜV1,RSH系列,ZG SERIES,ID300,FMD,TPI系列,GATS-8600系列,S-CART,GATS-6300 SERIES,KS,CM,R-580,SS-SV SERIES,ANEX SERIES,LD SERIES,VP600GC,GE15FR PLUS,MD2,ANEX系列,NRTES-1000,P2H SERIES,FFB,VL系列,LS,RSH SERIES,RVL,VL-H SERIES,RVP,F600,SS-SV系列,S-FLAG,GATS-7500 SERIES,REC-92FT,DEWE3-PA8,ECO-KA,KCV1000-5AX,S-CART-V1000-LFT,RVL SERIES,RVP SERIES,R-700 SERIES,P2H,ZE16C,CPLS,S-CART-V500,HM500S,VM53RⅡ,GATS-7700,ANEX,NRTES-1000系列,HM-X6100,RWI,TVX系列,KA SERIES,S-CART-MINI,GATS-2000,PM4,VL-H,GATS-7700系列,CBZ,GH,GATS-8600 SERIES,R-700,R-5920系列,NRFEIS-3570,DFS SERIES,MVR-HX,MAF130EⅡ,BL-V20,ECO-KA SERIES,SERIES S-FLAG,RWI系列,HE,GATS-7800,R-5920

2022年12月 (December, 2022) - NIDEC - 商品及供应商介绍 - 第10版 (10th Edition) 代理服务技术支持采购服务

Nidec集团简介

型号- LM700,DP100,GATS SERIES,E1540H,KV42,STAR REC SERIES,FY8S25-D3,E0515H,RWI SERIES,D1350X,LSR-3230,G1238C,NRTES SERIES,RSH,G1238B,AE SERIES,LE SERIES,LM SERIES,DMN37HB,CNDC,DMN37H,NVM-6060GCP,FED6P20S-D3,KH86,PG-100N,GQ938,KF42,FY6S6-D3,LA14G-487VA,E0720L,LA12GE-344SF,E0720H,AM SERIES,LPD6G,AQ SERIES,DEWE3-A4,PM SERIES,D1751,NRFEIS,PE62,TF029B,FP8S25U,PM101,D1238,PM100,PE SERIES,PUDC,MM SERIES,R-580,FHD6P20S-D3,E1232L,G1438,E0525H/K,E1027H,KLDC,FY8S15-D3,D0925,KT42,KH42 B900,RSH SERIES,RVL,KH56 B900,PM90 SERIES,PS97-103P-MG2-J,REC-71,LE105,FH6S40H-D3,FHD6P40S-D3,NE SERIES,KH60 B900,FP8S15U,FH6S20H-D3,RVL SERIES,D0938,KT35,STAR REC,PE70,E1331K,MM300,FP7S10U,WM100,AE46,D1225,KT60,GQ625,E1033H,DMN29BB,DMN29BA,RWI,G0838,E2271Z,E1033L,AQ56,NRTES,DMN37KB,NE86,KV28,LAV10C-001,AM51,AM52,AM50,FED6P10S-D3,AE56,AE52,FP10S40U,FY9S40-D3,R-7XX,TUDC,DMN37SA,DMN37SB,KH39 800,TF037C,TF037E,TF037F,DMN37KA,NRFEIS SERIES,DMN37JB,PM90,REC-92FT,G1751,DMN37BA,GATS,DMN37BB,R-5920,GQ638

July 2021 - NIDEC - 商品及供应商介绍代理服务技术支持采购服务

Nidec组件产品指南

描述- 资料详细介绍了多种类型的开关和传感器，包括拨动开关、旋转开关、滑动开关、按钮开关、杠杆开关、拨动开关、压力传感器、压力开关、压力表、液漏传感器、电位计、编码器、风扇和电机等。每种产品都列出了其规格、性能参数和适用范围。

型号- RES16,S-8000,SM-31,CS-7,P-8505,CS-4,JC22S,TF037F-2000,REC20,SMT1,F614T,SS-10,RES20,PS83,ATE4,FT-63,CFT2,JC22E,SMT3,CUS,PA-920S,AP,CES,REC20D(W),RD,AS,JCL,RG,REC16,SC-1000,PA-100,SMRR,CVS,RS,T2114,PS97,CFP,JCLB,CF-PD,CFS,ASE,PA-930,PG-200,SM-42,PS86,PG-208,SM-43,TF029B-1000,PA-800,SLE10K,ATE,JP-30,TP,PS91,P-8300,S-4000,P-8305,CHP,SLE6,CHS,PS6,PS8,PA-830,8SS,CYP,SA-7000,SLE10,CT-TA,S-2050,P-7100,J50S,ET,PA-97-S,P-3000S,JP-30B,8 SERIES,SP101,M22L10,FL,FP,AM-3,PA-848,CJS,CT-20,FT,CF-LA,M-1305,PA-858,M-1303,SLP8A,RE30E,PA-850,TME1,PZ-200,CP1&2,PA-838,J40S,CF-LD,PA-838-D,PA-840,CJ25,F251R,PG-75,SH-7000,JT30,TF037C-2100,CS-32,P-2000,S-2000A,M-22S10,RMS20,F412R,PA-758,F17HA,F16FB,PA-750,PA-20,M1305,PA-928S,DP1,DP2,JT22,CMS,DP4,PG-100B,TOL,PA-868,PA-500,F16EA,PG-100N,SMR,PA-860,JC10,MRB,TFC37C-2000,TF037E-2000,TF037C-2000,J45S,PA-928A,JC40S,CT94,F410T,F17FA,PG-20,CRFS,SD-1000,MSP,PG-35,RJ-13,ATLE4,PA-930-A,ALE,PG-30,REC16M,DRS,DRR,PS30,M-22E10,ETW,CFPA,RES20D(W),REC16K,JC30S,REC16L,SC-2000,PZ-30,RE12D,CFP8,CFP2,PS40,WL10,SLE210K,P.R.C.P,PS20,MR,SM-3,AMS,SL10K,JCL B,C-FAP,CL-DB,CL-DA,RE12,CAS,F310R,CT-9,RJ-9,LTM,TM-7,CT-6,SRF,RJ-5,RJ-6,LTR,HLS,T2710,PG-35H,ST-42,MC1003,PG-35L,CF-CA,PS60,SA-5000,MFS,CL-SB,ST-2,CL-SA,CSS,S-7000,ST-7,ST-4,ST-5,S-1000A,ST-32,APE,CF-DA,RJ-4,CRV16,SD-2000,SMTE3

2024/5/8 - NIDEC - 快速参考指南代理服务技术支持采购服务

【产品】采用SUS316L隔膜的高真空对应小型压力显示计PG-35L，可通过面板锁定功能设置数据保护

尼得科（Nidec）推出高真空对应小型压力显示计PG-35L，适用于高真空压应用，采用SUS316L隔膜，具有耐腐蚀性。结构紧凑、重量轻、防滴漏结构（30mm・200g・IP65）。在非显示模式下消耗较低，并且可通过面板锁定功能设置数据保护。

2021-11-25 - 新产品代理服务技术支持采购服务

【产品】Nidec小型轻量压力传感器P-3000S，具备表压、压差和绝对压力，适用于非腐蚀性气

尼得科(Nidec)推出压力传感器(module) P-3000S，具备表压，压差，绝对压力，三种类型的气压传感器。非常适用于非腐蚀性气体应用，内置温度补偿功能在0～50°C范围，做到非常小型与轻量，可安装印刷电路板类型设计。

2021-11-27 - 产品代理服务技术支持采购服务

过时的产品和建议的替代品

描述- 本资料展示了近期淘汰的元器件及其推荐替代型号。内容包括压力传感器、旋转编码器、直流齿轮电机、电位计、步进电机、无刷直流风扇、多边形激光扫描仪和滑环等类别。资料详细列出了淘汰型号、推荐替代型号和淘汰时间。

型号- PD60ER,P-8505,REC16F,SPG20-100SK,PLR20-8101,P-8100,REC16K,PA-708,REC16L,PS4,M-22S10,PS3,PA-878,PS6,PA-758,PS5,SPS10-8100,PS7,PA-830,RE20F,RE20,REC16D,PS85-VC,SPG20-100,PA-870,PLM45,PG-100,PS40,PA-750,RL46,PS83,PG-300,PA-858-VC,CA-10,REW45,M-2210,PD40ERB,PG-100B,PA-868,M-2205,PA-97S,M-2203,PG-100N,PA-860,F310T,PA-300,JP-16,LC20G,PD40LA,LC37G,CD-10,SP27,F455B,PS10,PA-808,RE40,SPG20-1000SK,SPG27SK,PG-35H,M-1305,RE45,SPS10-8000,PA-858,M-1303,SPG20-1000,RE30E,F301R,RE30D,PS60,PLR40-1000,PA-850-VC,PA-850,PLM25,PS86,PS85,PS87,PA-838,PG-35,PSA4,PA-968,JP-16B,RE30,F251R,PA-960,PG-75,LC30G,PLG10-8000,F251T,RE38,LC22G

2024/8/21 - NIDEC - 对照表代理服务技术支持采购服务

【产品】2种压力接口的PS20压力开关，符合EMC标准，消耗电流最大仅20mA

Nidec推出的PS20压力开关，有2种压力接口可供选择，带1个开关输出，符合EMC标准，消耗电流最大仅20mA。

2020-11-30 - 新产品代理服务技术支持采购服务

【产品】紧凑轻便、防滴漏的压力显示计PG-30，采用出色可见度的LED显示屏支持黑暗查看

尼得科（Nidec）推出压力显示计PG-30 ，具有出色的可视性，可广泛应用于各个领域。小型压力表PG-30为紧凑、轻便、防滴漏的通用型压力表。30mm紧凑型压力表实现防滴漏结构（IP65）。采用具有出色可见度的LED显示屏，即使在黑暗中也可以在面板表面上轻松查看。

2021-11-23 - 新产品代理服务技术支持采购服务

PS8系列压力开关使用说明书

描述- PS8系列压力开关是一种固态压力开关，由半导体型压力传感器和电子电路组成。该产品具有高耐腐蚀的双膜片结构，适用于各种腐蚀性气体/液体介质，操作温度范围为-20℃至+70℃。它提供两个独立的开关输出，允许分别设置工作压力。规格包括额定压力范围、最大压力、供电电压、电流消耗等。安装时需注意避免过度施力，接线应参照说明书中的表格。操作设置可通过调整电位器完成。注意事项包括不适用腐蚀性介质、保护膜片不受损害、防止水分进入等。保修期为一年，但某些情况下的故障或损坏可能需要付费处理。

型号- PS8,PS8-102V,PS8-103G,PS8-352G,PS8 SERIES,PS8-102G

2024/8/20 - NIDEC - 用户指南 - Ver. 2.0 代理服务技术支持采购服务

PS30带压力表的压力开关

描述- 本资料介绍了PS30系列压力开关的特性、规格和应用。该系列产品适用于气动设备和半导体制造设备，具有大尺寸显示屏和高亮度LED，提供多种开关输出模式，低功耗非显示模式等特点。

型号- ACPG-003,ACPG-002,ACPG-001,PS30,PS30-103R-N,PS30-102R-N,PS30-103R-P,PS30-102R-P,ACPG-005,ACPG-004

2020/06/19 - NIDEC - 数据手册代理服务技术支持采购服务

压力传感器操作注意事项

描述- 本资料详细介绍了压力传感器的使用和处理注意事项。内容涵盖压力传感器的介质兼容性、安装指南、电气处理、保护构造、安装到管道的方法、压力转换表以及压力参考等。强调了避免过度压力、防止水分冻结、外部光线影响、异物进入、防水防潮等关键操作要点，并提供了不同压力介质兼容性表格和推荐连接配件。此外，还涉及了压力传感器的电气处理、安装到PCB板上的注意事项、外部力的影响、压力开关/压力表的电池处理、CE标记和UL产品认证、校准信息等。

型号- TS-6-M5M,P-8300,P-8305,PS30,P-8505,TS-4-M5,PA-708,PZ-30,PA-758,PS6,PS8,PA-830,TS-4-M5M,PA-750,PG-100,PS83,WL10,PA-20,PC4-M5M,PA-928S,PS20,PA-920S,PG-100B,PG-100N,PC6-M5,TS-6-M5,PA-848,PC6-M5M,PG-35H,LC-0640-M5,PA-858,PG-35L,PA-930,PA-853,PS60,PA-850,PG-20,PG-200,PS85,PG-208,PA-838,PA-800,PG-35,BF4,PA-838-D,BF6,PA-968,LC-0425-M5,PA-840,PA-930-A,PC4-M5,PG-30,PA-960,PG-75,PS91

2020/06/19 - NIDEC - 用户指南代理服务技术支持采购服务

PA-20带放大器的压力传感器。PS20压力开关使用说明书

描述- 本手册为压力传感器和压力开关产品使用说明。内容包括产品特性、安装注意事项、电气规格、保修条款等。强调用户在使用前应仔细阅读并遵守操作指南，以确保安全和正确使用。同时，提供详细的规格参数和技术指标，便于用户选择合适的产品。

型号- PS20,PA-20-102V-U-3M,PS20-102V-NU,PA-20

2024/8/20 - NIDEC - 用户指南 - Ver.2.0 代理服务技术支持采购服务

Nidec组件

型号- RES16,S-8000,SM-31,CS-7,P-8505,CS-4,JC22S,TF037F-2000,REC20,8 SERIES,SMT1,F614T,SS-10,RES20,PS83,ATE4,FT-63,CFT2,JC22E,SMT3,CUS,CT-94,PA-920S,AP,CES,REC20D(W),RD,AS,JCL,RG,REC16,SC-1000,CVP,SLA215K,CVS,RS,T2114,PS97,CFP,CF-PD,CFS,ASE,PA-930,PG-200,SM-42,PS86,PS85,PG-208,SM-43,TF029B-1000,PA-97*-S,PA-800,SLE10K,ATE,JP-30,TP,PS91,P-8300,S-4000,P-8305,CHP,SLE6,REC20D,CHS,PS6,PS8,PA-830,8SS,CYP,SA-7000,CT-TA,SLE10,S-2050,P-7100,FP2,J50S,ET,P.R.C.P.,P-3000S,JP-30B,M22L10,FL,PA-848,CJS,CT-20,CF-LA,M-1305,PA-858,M-1303,SLP8A,RE30E,PA-850,PZ-200,TME1,PA-838,J40S,CF-LD,PA-838-D,PA-840,CJ25,F251R,PG-75,SLE20,PA-97＊-S,SH-7000,JT30,TF037C-2100,CS-32,P-2000,S-2000A,M-22S10,RMS20,F412R,PA-758,F17HA,F16FB,PA-750,PA-20,STME1,PA-928S,FT2,CMS,JT22,PG-100B,PA-868,PA-500,F16EA,PG-100N,PA-860,JC10,MRB,TF037E-2000,TF037C-2000,J45S,JC40S,TPL,F410T,F17FA,PG-20,CRFS,SD-1000,PG-35,RJ-13,ATLE4,PA-930-A,ALE,PG-30,REC16M,DRS,PS30,DRR,M-22E10,CFPB,CFPA,RES20D(W),REC16K,JC30S,REC16L,SC-2000,PZ-30,RE12D,CFP2,PS40,WL10,SLE210K,PS20,MR,SM-3,SL10K,JCL B,C-FAP,CL-DB,CL-DA,RE12,CAS,F310R,CT-9,RJ-9,LTM,TM-7,CT-6,SRF,RJ-5,RJ-6,LTR,HLS,T2710,PG-35H,ST-42,MC1003,PG-35L,CF-CA,PS60,SA-5000,MFS,CL-SB,ST-2,CL-SA,CSS,S-7000,ST-7,ST-4,ST-5,S-1000A,ST-32,APE,CF-DA,RJ-4,SD-2000,CRV16,SMTE3

2023/6/16 - NIDEC - 快速参考指南代理服务技术支持采购服务

P-3000S压力传感器

描述- 本资料介绍了P-3000S压力传感器的主要特点和规格。该传感器适用于非腐蚀性气体，具有内置温度补偿功能（0 ~ 50°C），提供三种压力参考选择（表压、差压和绝压）。它体积紧凑、重量轻，可安装在PC板上。

型号- P-3000S-501G-02,P-3000S-501G-04,P-3000S-101D-04,P-3000S-101G-04,P-3000S-351A-10,P-3000S-501D-04,P-3000S-101D-10,P-3000S-501D-02,P-3000S-351A-04,P-3000S-702G-04,P-3000S-101G-10,P-3000S-501D-10,P-3000S-501G-10,P-3000S-102D-04,P-3000S-500G-04,P-3000S-102A-10,P-3000S-102A-04,P-3000S-102D-02,P-3000S-102G-04,P-3000S,P-3000S-102G-02,P-3000S-102G-10,P-3000S-502G-04,P-3000S-102D-10

2020/06/19 - NIDEC - 数据手册代理服务技术支持采购服务