壓力傳送器種類有哪些？壓阻式、電容式與差壓型完整比較
壓力傳送器種類有哪些？
壓阻式、電容式與差壓型完整比較
從感測原理到適用場景，一次釐清三大主流類型的差異，幫助您快速選到對的傳送器
市場上的壓力傳送器依據感測元件與量測原理可分為多種類型，其中最主流的三大技術路線為：壓阻式（Piezoresistive）、電容式（Capacitive）以及差壓式（Differential Pressure）。每種類型在精度、溫度穩定性、耐用性與成本上各有優劣，選錯類型不僅影響測量準確度，甚至導致設備損壞或製程異常。本文將完整解析各類型的原理、比較表、優缺點與適用場景，協助您做出最佳選型決策。
壓力傳送器有哪幾種？快速總覽
壓力傳送器依感測方式可分為以下主要類型，各有其核心技術與應用定位：
Piezoresistive
利用矽晶片在受壓時電阻改變的特性量測壓力，是目前工業應用最廣泛的技術。
Capacitive
透過兩極板間距變化引起電容量改變來感測壓力，具有極高解析度與低功耗特性。
Differential Pressure
同時量測兩個壓力點的差值，廣泛用於流量計算、液位監測與過濾器狀態偵測。
Piezoelectric
利用壓電晶體受壓產生電荷的原理，適合高頻動態壓力量測，如爆炸壓、衝擊壓。
Strain Gauge
在彈性體上貼附應變片，透過電橋電路偵測形變，成本低且技術成熟。
Resonant / Vibrating Wire
利用感測元件振動頻率隨壓力變化的特性量測，精度極高，常用於高精度計量。
三大主流類型完整比較表
以下比較表針對工業中最常見的壓阻式、電容式、差壓式三大技術路線，從關鍵選型維度進行系統性對比：
| 比較項目 | 🔬 壓阻式 | ⚡ 電容式 | 🔄 差壓式 |
|---|---|---|---|
| 感測原理 | 矽晶體電阻變化 | 極板間距電容變化 | 兩點壓差量測 |
| 測量精度 | ±0.1～0.5% | ±0.05～0.2% | ±0.075～0.25% |
| 溫度穩定性 | 中等（需補償） | 優良 | 優良 |
| 長期穩定性 | 中等 | 極佳 | 極佳 |
| 過壓承受能力 | 高（可達3～5倍） | 中等 | 需設過壓保護 |
| 功耗 | 中 | 低 | 中 |
| 成本 | 低～中 | 中～高 | 中 |
| 量測範圍 | 0.01 mbar～1000 bar | 0.1 mbar～600 bar | 微差壓至高差壓 |
| 耐震動性 | 優 | 中 | 中 |
| 輸出訊號 | 4-20mA / HART / 數位 | 4-20mA / HART / 數位 | 4-20mA / HART / 數位 |
| 主要應用 | 一般工業製程 | 精密量測、化工 | 流量、液位、過濾 |
| 代表品牌 | Ashcroft、WIKA | Yokogawa、Rosemount | Yokogawa、Manostar |
※ 上述數據為典型規格區間，實際規格依各廠牌型號不同而異，請參考原廠規格書。
壓阻式壓力傳送器詳解
🔬 感測原理
壓阻式傳送器以擴散矽（Diffused Silicon）或多晶矽為感測材料，在矽基材上製作惠斯頓電橋（Wheatstone Bridge）。當壓力施加於隔膜時，矽晶格產生應力，導致摻雜區域的電阻率發生改變，電橋失衡輸出電壓訊號，再經電路放大轉換為標準 4-20mA 輸出。
- 半導體製程氣體管線壓力監控
- 石化廠反應槽、管線壓力量測
- HVAC 空調系統風壓、水壓監控
- 食品飲料製程衛生型管路壓力
- 一般工業設備液壓、氣壓系統
- AI 資料中心冷卻水系統
- 成熟技術、供貨穩定
- 耐過壓能力強
- 耐震動與衝擊
- 成本相對低
- 量程範圍廣
- 響應速度快
- 溫度漂移需補償電路
- 長期穩定性較電容式稍差
- 對腐蝕性介質需隔離
- 大量程低精度時誤差較大
電容式壓力傳送器詳解
⚡ 感測原理
電容式傳送器的核心為電容感測膜片（Capacitance Cell），由兩片電極板夾住一片可撓性膜片構成。當壓力改變時，膜片偏移導致兩側電容量不同，差動電容訊號經電子電路轉換為壓力讀值。此結構無機械接觸，遲滯極小，長期穩定性優異。
- 精密化工製程需要 ±0.1% 以上精度
- 製藥廠潔淨室壓差監控（ISO 等級管制）
- 天然氣計量站高精度流量計算
- 需要極低微差壓量測（0.1 mbar 以下）
- 長期不維護的遠端感測節點
- 高溫製程需長期穩定性
- 精度極高、遲滯小
- 長期穩定性佳
- 溫度特性優良
- 低功耗
- 適合微差壓量測
- 成本較高
- 對過壓保護要求高
- 電路較複雜
- 對電磁干擾較敏感
差壓式壓力傳送器詳解
🔄 感測原理
差壓式傳送器具備高壓側（H）與低壓側（L）兩個接口，同時感測兩個壓力點，輸出兩者之差值 ΔP。透過孔板、文氏管或孔口板等節流裝置，可將流量轉換為差壓訊號，亦可用於液位換算（ΔP = ρgh）或過濾器阻塞監控（差壓升高代表濾材積垢）。
- 配合孔板節流裝置進行管道流量量測
- 密閉槽體液位計算（差壓液位計）
- HVAC 過濾器濾材更換提示
- 半導體廠製程氣體流量監控
- AI 液冷 CDU 冷卻液供回差壓監控
- 鍋爐給水、蒸汽管線流量計量
- Manostar 超低差壓（微帕斯卡級）量測
- 一機多用（流量/液位/壓差）
- 無需額外流量計
- 可處理微小差壓
- 結構相對簡單
- HART 遠端設定方便
- 配管較複雜（需雙管路）
- 須搭配節流裝置計算流量
- 高靜壓環境需特殊規格
- 單側過壓易損傷感測膜片
如何選擇正確的壓力傳送器類型？
選型時建議依照以下步驟逐步確認，避免因規格不符造成量測誤差或設備損壞：
確認量測目的：絕壓、表壓、還是差壓？
差壓量測（流量、液位、壓差）→ 選差壓式；單點絕對壓力或表壓 → 選壓阻式或電容式。
評估精度需求
一般工業（±0.5% 以內）→ 壓阻式足夠；計量站、製藥、精密製程（±0.1% 以上）→ 電容式或高精度壓阻式。
確認量程範圍
超低差壓（1 Pa～100 Pa）→ Manostar 差壓計；微小表壓（0.1 mbar 以下）→ 電容式；高壓（100 bar 以上）→ 壓阻式。
評估使用環境
高震動環境 → 優先壓阻式（無移動零件）；腐蝕性介質 → 需確認材質（316L SS、Hastelloy）；高溫 → 確認最高工作溫度與充填液規格。
確認輸出訊號與通訊協定
標準 4-20mA 即可 → 各類型皆支援；需遠端組態設定 → 選配 HART；工業物聯網整合 → 選配 Modbus RTU 或 PROFIBUS。
考量預算與維護週期
成本敏感且定期校正 → 壓阻式；長期免校正節省維護成本 → 電容式初期投資雖高但長期 TCO 較低。
常見問題（FAQ）
電容式在精度上通常優於壓阻式，典型精度可達 ±0.075%，且長期穩定性與溫度特性更好。但壓阻式在成本、耐過壓與抗震動方面具有優勢。若精度要求在 ±0.5% 以內，壓阻式已完全足夠；超高精度場合才需要電容式。
可以。差壓傳送器搭配孔板、文氏管等節流元件，依據柏努利方程式（Bernoulli's Equation）將差壓值換算為體積流量，是工業上最經典的流量量測方式之一，適用於液體、氣體、蒸汽等各種流體。
壓力傳送器（Pressure Transmitter）輸出連續類比訊號（如 4-20mA），提供即時壓力數值，適合 PLC/DCS 監控系統；壓力開關（Pressure Switch）則是在設定壓力值時觸發開關動作（ON/OFF），常用於警報或保護聯鎖迴路。兩者可搭配使用，傳送器負責監控，開關負責保護。
HART（Highway Addressable Remote Transducer）是一種疊加在 4-20mA 訊號線上的數位通訊協定，允許工程師在不中斷製程的情況下，從控制室遠端讀取診斷資訊、修改量程設定、進行校正作業。對需要定期維護或遠端站點的應用非常重要，是智慧型傳送器的標準配備。
液體充填式傳送器（通常充填矽油或甘油）透過隔離膜將製程介質與感測元件隔開，特別適合：高黏度介質、易凝固介質、腐蝕性介質、含固體顆粒介質，以及溫度較高的製程。半導體廠濕製程管路、食品廠衛生管線、製藥廠 API 管線都是典型應用。
AI 液冷系統（CDU 冷卻分配單元）的差壓監控通常需要：量程 0～100 kPa 或 0～1 bar 差壓範圍、精度 ±0.5% 以內、耐水性接液材質（316L 不鏽鋼）、IP65 以上防護等級，並建議具備 4-20mA + HART 輸出以整合至機房監控系統（DCIM）。昶特有限公司有供應符合上述需求的傳送器型號，歡迎來詢。
直接告訴我您的用途
幫您選最適合的壓力傳送器
壓阻式、電容式、差壓式各有所長。告訴我們您的介質、量程、精度需求，我們提供最適合的型號與報價。
昶特有限公司供應 WIKA・Ashcroft・Yokogawa・Manostar・Orange Research 壓力傳送器