是什么让高压传感器如此特别？
压力传感器基于必须能够承受高负荷的测量体，尤其是在高压范围内。设计和使用的材料是测量主体的准确性、可靠性和使用寿命的关键因素。
是什么让高压传感器如此特别？
1、整体设计
高压传感器通常设计为厚壁管(见下图 ),由单片钢制成。因此，他们的设计也被称为“单片”。术语“单片”源自希腊语，意思是“单一的石头”(mono- =单一；lithos =石头)。
整体式测量主体设计确保了特别低的应力梯度和应力峰值。此外，这些测量体具有长的使用寿命，因为它们没有焊缝或其他弱点。左图显示了示意性布局中的压力传感器各种压力孔设计，而右图显示了不同测量体的选择。
这种设计的优点：
内径D处的机械应力i明显高于外径D处的直径a。因此，这是三轴应力状态下承受最高载荷的点(见下图)。
根据强度理论，参考应力σv必须从三个应力σ中导出t(切向应力)，σr(径向应力)和σn(正常应力)以评估使用寿命。然后，参考应力与材料的特征值相关联。
用于超高压范围(> 10，000 bar)的传感器的设计使得材料的屈服点在承受最高载荷的内部纤维处被超过。这并不意味着传感器会被撕裂，因为测量体的外层仍然很好地“承受”了压力。如果压力继续增加，超过屈服点的地方在壁内慢慢向外移动。只有当屈服点移动到最外层时，换能器才会断裂。
内径与外径之比(Da/Di)，因此必须选择壁的厚度，以便可以充分利用弹簧钢的动态特性，并达到负载变化的最大能力。
2、材料选择
选择材料涉及动态负载下的最大使用寿命和弹簧元件可实现的计量属性之间的折衷。由于高屈服点，钢看起来是用于高压应用的优良材料，但可能具有不合适的弹簧特性，这将导致过大的滞后。这意味着材料将显示不同的增加和减少应力的特征曲线，从而导致测量不准确。低滞后的弹簧元件材料具有大于1GPa的拉伸强度，这使得它们更适合高压应用。
压力传感器制造商通常使用的钢具有大约600 MPa的持久疲劳的动态载荷承载能力，这相当于大约6000巴的压缩载荷。承受6，000至7，000巴重复载荷的承压部件不能表现出持久强度。这下面的示意图显示了压力传感器拉伸强度Rm与交变载荷数量和压应力σD的函数关系。
低周耐久性:在N<10的交变载荷下发生损坏(断裂)的应力幅度
静态强度:在10 <N<106的交变载荷下发生损坏(断裂)的应力幅度
持久强度:在任何数量的交变载荷下都不会发生损坏(断裂)的应力幅度，2 x 106 ≥ N ≥ 107
除了材料特性，其他几个因素也会影响使用寿命。此外，传感器的后处理也有助于确保超过6000巴的压力值能够被可靠地测量。
