所有使用某些物理性質（物理、化學、生物學）規則、定理、定律、效應等將物理或化學量轉換為易于使用的電信號。傳感器是將輸入變量轉換為可測量信號的測量系統的前部件。傳感器是連接載體和電路的敏感元件。傳感器是傳感系統的一部分，是信號輸入的第一個關口。有一些特殊要求：首先，傳感器應具有較高的頻率響應，水下爆炸壓力是一個高速變化的過程；其次，傳感器應具有較強的抗干擾能力，以減少測量誤差，提高測試精度；此外，傳感器應具有足夠的強度、良好的密封性能和較強的耐腐蝕性。因此，以電氣石為敏感元件的傳感器用于測量水中的爆炸壓力。MPa是傳感器的基本性能指標；測量精度≤2%FS；上升前緣≤2.5μs。

傳感器的材料選擇及其結構。

1.1敏感元件材料的選擇。

敏感元件是傳感器的關鍵元件，因為它決定了傳感器的原理和特性。因此，在設計傳感器結構時首先要考慮的問題。壓力傳感器根據試驗對象測量水中爆炸產生的壓力。

壓力傳感器是將壓力轉換為電信號輸出的傳感器，通常是壓力測量儀器中的電測儀器。壓力傳感器一般由彈性敏感元件和位移敏感元件(或應變計)組成。彈性敏感元件的作用是將被測壓力作用于某一區域并轉換為位移或應變，然后將位移敏感元件或應變計轉換為與壓力相關的電信號。有時會將這兩個元件的功能集成在一起。壓力傳感器廣泛應用于水利、水電、鐵路交通、智能建筑、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等行業。[全文]

。因此，根據幾種常用的壓電晶體性能，如石英、電氣石、鈮酸鋰、鋯鈦酸鉛、鈦酸鋇等。由于電石晶體具有體壓電效應的特點，電石晶體被用作壓電壓力傳感器，可以感知各種動態和靜態力，并將其轉換為電信號。

電氣石晶體是敏感元件的材料。

1.2傳感器的結構及工作原理。

水中爆炸壓力傳感器。

壓力傳感器是將壓力轉換為電信號輸出的傳感器，通常是壓力測量儀器中的電測儀器。壓力傳感器一般由彈性敏感元件和位移敏感元件(或應變計)組成。彈性敏感元件的作用是將被測壓力作用于某一區域并轉換為位移或應變，然后將位移敏感元件或應變計轉換為與壓力相關的電信號。有時會將這兩個元件的功能集成在一起。壓力傳感器廣泛應用于水利、水電、鐵路交通、智能建筑、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等行業。

傳感器以具有壓電效應的電氣石為敏感元件，用高絕緣密封膠填充硅油。

密封膠。

用密封膠密封靜止接合面。涂抹前為流動性液體粘稠物，兩個接合面之間的縫隙易填充，密封效果好。包括液體密封膠、厭氧密封膠、硅酮密封膠等。[全文]

密封。將傳感器放入水下，離爆炸源有一定距離。當爆炸后產生的壓力以沖擊波的形式傳播到各個方向時，電石晶體將感覺到的壓力信號轉換為電信號，從而實現能量換。

2傳感器性能檢測。

2.1傳感器靜態校準。

(1)校準設備:傳感器校準設備為JS-2500(250MPa)活塞壓力計；精度等級為0.02。

(2)校準方法:采用加載法，每個傳感器預壓3次后開始校準，校準3次后取平均值。

MCRI傳感器的非性為1.36%。靈敏度為26.12pc/MPa。

2.2動態校準。

(1)校準設備:美國PCB公司913B02型水動脈沖校準裝置(含136A型標準傳感器，內置電荷放大器)。

(2)校準方法:模塊式電荷放大器根據靜態靈敏度配置傳感器。

電荷放大器。

電荷放大器是壓電晶體傳感器測試系統中不可缺少的信號調節器。將傳感器輸出的弱電荷信號轉換為放大電壓信號，并將傳感器的高阻抗輸出轉換為低阻抗輸出。然后，與標準傳感器同時安裝在校準接頭上，通過液壓油將鋼球從不同高度自由下落，撞擊高壓液壓裝置中的活塞，產生的半正弦波壓力（也是脈沖壓力）傳遞給傳感器。為了獲得非線和靈敏度的動態校準，校準了校準傳感器曲線與標準傳感器曲線之間的振幅和波形一致性。動態校準結果見表2。

非線性傳感器為0.17%，平均靈敏度為123.76mv/MPa。

由于傳感器的絕緣電阻，靜態和動態校準的非線性值不同。

物質對電流的阻力稱為物質電阻。電阻小的物質叫電導體，簡稱導體。電阻大的物質稱為電絕緣體，簡稱絕緣體。當不是很高時，傳感器會產生一定的零漂移，影響傳感器的線性指標；此外，由于密封問題，動態校準設備只能達到29MPa的壓力，遠低于范圍上限，因此動態校準的非線性指標高于靜態校準的非線性指標。

3.水池試驗。

(1)試驗條件:水池直徑85m，深度15m；爆炸源為RS211，重量1.01kg；傳感器安裝深度為5m，距爆炸源水平3m。

(2)試驗方法:在試驗過程中，將開發的傳感器和試驗系統與美國PCB的138激波傳感器和專用信號采集裝置進行測量和比較。

傳感器的靜態動態壓力校準和池試驗結果表明，與美國PCB類似產品相比，水中爆炸壓力傳感器。