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从这几个方面来维护压力传感器及工作原理

时间:2020-04-28    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     

从这几个方面来维护压力传感器

  压力传感器的发明,为我们现代的生活和生产都带来极大的方便,同时也提高了工作效率和生产效率,它成为了我们亲密的伙伴,不管是自动化控制技术还是管道压力测试,或是天气预测都有着极大的推动作用。

  如何维护好压力传感器,延长它的使用寿命,在使用的过程中使数据更加的准确,和数据的稳定性也是我们需要解决的问题,现在让小编教大家从以下几个方面来进行压力传感器的维护:

  (1)测量液体压力时,取压口应开在管道的侧面,以避免沉积积渣。传感器的安装位置应避免液体的冲击(水锤现象),以免传感器过压损坏。

  (2)测量蒸汽或其它高温物体时,需接加缓冲管(盘管)等冷凝器,不应使传感器的工作温度超过极限。

  (3)应防止渣滓在导管内沉积和传感器与腐蚀性或过热的特体接触。

  (4)冬季发生冰冻时,安装在室外的传感器必须采取防冻措施,避免引压口内的液体因结冰体积膨胀,导致传感器损坏。

  (5)导压管应安装在温度波动小的地方。

  (6)接线时,将电缆穿过防水接头或绕管并拧紧密封螺帽,以防雨水等通过电缆渗漏进变送器壳体内。

  (7)测量气体压力时,取压口应开在流程管道顶端,并且传感器也应安装在流程管道上部,以便积累的液体容易注入流程管道中。

  压力传感器的维护不仅是对我数据准确提供了帮助,更是节约的使用成本,维护好的传感器肯定要比不维护的传感器耐用而且会更好用。

标签: 压力传感器
压力传感器 从这几个方面来维护压力传感器_压力传感器

压力传感器的原理是怎样的?

    在了解压阻式力传感器时,我们首先认识一下电阻应变片这种元件。


    电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。

 


    电阻应变片应用较多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。


    通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。


    这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小,一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D转换和CPU)显示或执行机构。


    金属电阻应变片的内部结构


    电阻应变片由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。


    根据不同的用途,电阻应变片的阻值可以由设计者设计,但电阻的取值范围应注意:


    阻值太小,所需的驱动电流太大,同时应变片的发热致使本身的温度过高,不同的环境中使用,使应变片的阻值变化太大,输出零点漂移明显,调零电路过于复杂。


    而电阻太大,阻抗太高,抗外界的电磁干扰能力较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。


    电阻应变片的工作原理


    金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象,俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示:


    式中:ρ——金属导体的电阻率(Ω·cm2/m)


    S——导体的截面积(cm2)


    L——导体的长度(m)


    我们以金属丝应变电阻为例,当金属丝受外力作用时;


    其长度和截面积都会发生变化,从上式中可很容易看出,其电阻值即会发生改变;


    假如金属丝受外力作用而伸长时,其长度增加,而截面积减少,电阻值便会增大。


    当金属丝受外力作用而压缩时,长度减小而截面增加,电阻值则会减小。


    只要测出加在电阻的变化(通常是测量电阻两端的电压),即可获得应变金属丝的应变情况。


    陶瓷压力传感器原理及应用


    抗腐蚀的陶瓷压力传感器没有液体的传递,压力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片产生微小的形变,厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面,连接成一个惠斯通电桥(闭桥);


    由于压敏电阻的压阻效应,使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号,标准的信号根据压力量程的不同标定为2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等,可以和应变式传感器相兼容。


    通过激光标定,传感器具有很高的温度稳定性和时间稳定性,传感器自带温度补偿0~70℃,并可以和绝大多数介质直接接触。


    陶瓷是一种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的材料。


    陶瓷的热稳定特性及它的厚膜电阻可以使它的工作温度范围高达-40~135℃,而且具有测量的高精度、高稳定性。


    电气绝缘程度>2kV,输出信号强,长期稳定性好。


    高特性,低价格的陶瓷传感器将是压力传感器的发展方向,在欧美国家有全面替代其它类型传感器的趋势,在中国也越来越多的用户使用陶瓷传感器替代扩散硅压力传感器。

标签: 压力传感器
压力传感器 压力传感器的原理是怎样的?_压力传感器

压力传感器选型的三大要素

    为新项目或设备选择压力传感器时,设计师通常比较关注关键设计参数,如压力范围、电流输出、介质兼容性以及环境条件等。然而,若要根据不同的应用选出合适的传感器,除以上参数外,还需考虑其它因素,常常被忽略的设计因素:压力传递介质(充油式和非充油式)、结构和传感技术类型。这也是压力传感器选型的三大要素。

    一 压力传递介质(充油式vs非充油式)在压力传感行业存在多种不同的传感技术,但所有传感器都可分为两大类:充油式和非充油式。充油式传感器是指在膜片和传感元件之间采用油液作为压力传递介质的传感器,例如基于微机电系统(MEMS)的电子传感器。

    充油式传感器具有材料相容性(好)、成本低、易于集成到成套传感器系统中等特点,对许多制造应用都极具吸引力。虽然应用日益普遍,但相较于非充油式传感器,仍有不少缺点。

    充油式设计的最大缺点是故障成本高。一旦传感膜片因过压或制造缺陷而破裂,那么油液就会泄漏至应用中并污染系统。油液进入系统会损坏关键的部件,造成成数千乃至数百万美元的损失,损失程度视具体应用而异(如,代价昂贵的燃料电池系统)。更糟的是,许多系统一旦被油液污染,几乎就没有修复的可能。相比之下,非充油式设计不仅能消除因故障导致污染的可能性,而且还可承受更高的过压冲击。

    二 结构压力传感器在应用中的服役时间是挑选传感器的关键指标之一。一般而言,全焊接结构的传感器,设计更坚固、耐用,在许多苛刻应用中的使用寿命都较长。另外,还要考虑接头在外壳上的焊接牢固度。要知道,在应用现场,这些装置常常会暴露在影响传感器工作的非理想环境下。

    确保制造商不仅能够提供多种压力接头,包括1/4”和1/8”NPT等标准口径,而且还能够视需要量身定制过程接头。即使再坚固耐用的设计也有可能受潮湿环境影响,因此部分传感器需防潮保护以防止接头引脚的四周被腐蚀。

    如果担心保护传感器受恶劣环境侵蚀,则选择IP防护等级满足安装需求的传感器。传感器可提供多种IP防护等级。其中,IP65级防护的型号可提供抵御粉尘渗入和喷嘴喷水的全面保护。

    IP67级防护的传感器能够防护灰尘侵入以及短暂浸泡。IP69K级防护则适用于高压、高温应用。如果液体渗入会导致风险,切记采用密封电缆。尽可能避免选择充油式传感器,它采用了不同导热系数的材料,会增加传感器的不稳定性。

    三 传感技术类型虽然稳定可靠的电路设计可满足不同人的不同需求,但总体而言,重要的仍是其可靠性、稳定性及耐恶劣环境能力。目前,溅射薄膜和可变电容技术被视为工业应用领域先进的传感技术。薄膜传感器采用成熟的惠斯通电桥原理。根据这种设计,首先通过将分子层喷射到17-4或316L不锈钢膜上,然后在膜片上蚀刻电路,从而实现出色的电阻分辨率和一致性。通过溅射薄膜技术,可将简单、高精度和紧凑的应力计沉积于传感膜背面。

    Setra西特公司的电容式压力传感器巧妙地采用了简单、耐用和稳定的电容器元件。其典型配置为:紧凑外壳内装设两个紧密间隔的平行电绝缘金属面,其中之一就是在压力作用下会轻微弯曲的膜片。

    金属面(或板)牢牢安装在传感器内部,因此施加压力的微小变化可导致组件的轻微机械变形,从而改变两个金属面之间的间隙大小(形成可变电容效果)。而灵敏的线性比较器电路(采用特别设计的专利保护专用集成电路)可检测到间隙变化导致的电容变化,继而放大并输出比例放大的高电平信号。

    两种传感器的测量原理几乎都可消除漂移现象并提供更高的灵敏度。此外,它们还融合了紧凑的设计和良好的温度稳定性。薄膜式和电容式传感器能提供与输入压力成比例的线性模拟输出信号,具有高精度和高性能的特点。

    电容指容纳电荷的能力。电容器指电路中能够储存电荷的元件,与电感器、电阻器并称为基本的三种电路元件。电容器不测量存储能量的大小,仅度量可储存能量的潜在能力。这种潜在能力以法拉第(F)为单位进行计量,但在大部分的消费级电容器中,通常采用微法(?F)或更小的单位。

    电容器由两块导电板组成,中间采用绝缘层(也称为电介质)隔离。电容器多种多样,其大小、导电板布置以及所采用的电介质材料各不相同。当电容器接通电路时,电源的电压促使电子积聚在一块板的表面,并使另一块板表面释放电子,从而导致两板之间形成电势差。电容器的电容值可为固定值,也可根据应用进行调节和改变。电极板的尺寸、形状及距离都会影响元件的电容大小。相较于距离较远的较小金属板所构成的电容器,距离近的较大金属板所构成的电容器电容更大。

    电容的应用日益广泛,例如计算机存储器、电容式传声器、无线电接收器、脉冲磁体和压力传感器等。相比于采用其它技术的传感器,电容式压力传感器具有更高精度(±0.07%满量程精度)


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