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  • 發布時間:2017-12-11 14:48 原文鏈接: 壓力傳感器的工作原理應用及分類

    隨著科技的發展自動化技術的進步,在工業設備中我們常見的壓力傳感器器除了液柱式壓力計、彈性式壓力表外,目前更多的是采用可將壓力轉換成電信號的壓力變送器和傳感器。壓力傳感器是將壓力轉換為電信號輸出的傳感器。通常傳感器由兩部分組成,即分別是敏感元件和轉換元件。其中敏感元件是指傳感器中能夠直接感受或響應被測量的部分;轉換元件是指傳感器中將敏感元件感受或響應的被測量的應變轉換成適于傳輸或測量的電信號部分。由于傳感器的輸出信號一般很微弱,需要將其調制與放大。集成技術的發展,促使人們又將這部分電路及電源等電路也一起裝在傳感器內部。這樣,傳感器就可以輸出便于處理,傳輸的可用信號了。在技術相對落后的階段,所謂的傳感器是指上文中的敏感元件,而變送器就是上文中的轉換元件。壓力傳感器一般是指將變化的壓力信號轉換成對應變化的電阻信號或電容信號的敏感元件,如:壓阻元件,壓容元件等。同時壓力傳感器的種類繁多,如電阻應變片壓力傳感器、半導體應變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器等。目前應用較為廣泛的壓力傳感器有:陶瓷壓阻壓力傳感器、濺射薄膜壓力傳感器、電容壓力傳感器、耐高溫特性的藍寶石壓力傳感器。但應用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器,它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。下面我們具體了解一下壓力傳感器的工作原理及應用領域。
    壓阻式力傳感器:電阻應變片是壓阻式應變傳感器的主要組成部分之一。金屬電阻應變片的工作原理是吸附在基體材料上應變電阻隨機械形變而產生阻值變化的現象,俗稱為電阻應變效應。
    陶瓷壓力傳感器:陶瓷壓力傳感器基于壓阻效應,壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片產生微小的形變,厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面,連接成一個惠斯通電橋,由于壓敏電阻的壓阻效應,使電橋產生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號,標準的信號根據壓力量程的不同標定為2.0/3.0/3.3mV/V等,可以和應變式傳感器相兼容。
    擴散硅壓力傳感器:擴散硅壓力傳感器工作原理也是基于壓阻效應,利用壓阻效應原理,被測介質的壓力直接作用于傳感器的膜片上(不銹鋼或陶瓷),使膜片產生與介質壓力成正比的微位移,使傳感器的電阻值發生變化,利用電子線路檢測這一變化,并轉換輸出一個對應于這一壓力的標準測量信號。

    電容式壓力傳感器:電容式壓力傳感器是一種利用電容作為敏感元件,將被測壓力轉換成電容值改變的壓力傳感器。這種壓力傳感器一般采用圓形金屬薄膜或鍍金屬薄膜作為電容器的一個電極,當薄膜感受壓力而變形時,薄膜與固定電極之間形成的電容量發生變化,通過測量電路即可輸出與電壓成一定關系的電信號。
    藍寶石壓力傳感器:利用應變電阻式工作原理,采用硅-藍寶石作為半導體敏感元件,具有無與倫比的計量特性。因此,利用硅-藍寶石制造的半導體敏感元件,對溫度變化不敏感,即使在高溫條件下,也有著很好的工作特性;藍寶石的抗輻射特性極強;另外,硅-藍寶石半導體敏感元件,無p-n漂移。
    壓力傳感器主要應用于:增壓缸、增壓器、氣液增壓缸、氣液增壓器、壓力機,壓縮機,空調制冷設備等領域。
    壓力傳感器在液壓系統中主要是來完成力的閉環控制
    壓力傳感器在液壓系統中主要是來完成力的閉環控制。當控制閥芯突然移動時,在極短的時間內會形成幾倍于系統工作壓力的尖峰壓力。在典型的行走機械和工業液壓中,如果設計時沒有考慮到這樣的極端工況,任何壓力傳感器很快就會被破壞。需要使用抗沖擊的壓力傳感器,壓力傳感器實現抗沖擊主要有2種方法,一種是換應變式芯片,另一種方法是外接盤管,一般在液壓系統中采用第一種方法,主要是因為安裝方便。此外還有一個原因是壓力傳感器還要承受來自液壓泵不間斷的壓力脈動。
    壓力傳感器在安全控制系統中經常應用
    壓力傳感器在安全控制系統中經常應用,主要針對的領域是空壓機自身的安全管理系統。在安全控制領域有很多傳感器應用,壓力傳感器作為一種非常常見的傳感器,在安全控制系統中應用也不足為奇。
    在安全控制領域應用一般從性能方面來考慮,從價格上的考慮,還有從實際操作的安全性方便性來考慮,實際證明選擇壓力傳感器的效果非常好。壓力傳感器利用機械設備的加工技術將一些元件以及信號調節器等裝置安裝在一塊很小的芯片上面。所以體積小也是它的優點之一,除此之外,價格便宜也是它的另一大優點。在一定程度上它能夠提高系統測試的準確度。在安全控制系統中,通過在出氣口的管道設備中安裝壓力傳感器來在一定程度上控制壓縮機帶來的壓力,這算是一定的保護措施,也是非常有效的控制系統。當壓縮機正常啟動后,如果壓力值未達到上限,那么控制器就會打開進氣口通過調整來使得設備達到最大功率。
    關于壓力傳感器在工業中的測量與應用工釆網小編推薦:工業級壓力傳感器 - M7100

    工業級壓力傳感器M7100產品采用MEAS專利的微熔技術,適合液體和氣體壓力測量,甚至包括污水,蒸汽和腐蝕性液體等介質。 M7100的壓力腔由17-4PH不銹鋼單件一體式結構加工而成,標準產品帶有1/4 NPT壓力接口,全金屬密封,無泄漏。由于無O型圈、無焊縫、并且不直接接觸測量介質,傳感器的穩定性和耐用性非常好。汽車級的壓力變送器集成密封壓力端口和電氣接頭,最大量程可達43,000psi(3000bar)。傳感器符合最新的重工業CE標準,包括浪涌保護,和16Vdc的正向和反向過電壓保護。此外M7100還可以應用于HVAC/R控制,工程機械,發動機控制,壓縮機,液壓系統,能源和水資源控制等方面。由于其性能特點工業級壓力傳感器M7100為要求嚴格的發動機和機動車輛應用樹立了新的性能價格比典范。
      

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