压力传感器是工业实践中为常见的一种传感器,其广泛应用于各种自控环境,设计水利水电,铁路交通,只能建筑,生产自控,航空航天,军工,石化,油井,电力,船舶,机床,管道等众多行业。
压力传感器选型中的密封压和表压有什么区别:密封压力是指压力传感器的背压腔密封了一个标准大气压的参考压力,背压腔与大气压力相隔离,故采用密封压可以保持压力传感器较高的抗环境能力(例如:潮湿、大气压力流动等)。当测量表压时会受到大气压力的变化产生影响。但当测量较高量程的表压力时(例如350bar),大气压力变化的影响可以忽略不计,故密封压力产品常用在测量高压力量程的场所。
表压力是指压力传感器背压腔直接通大气,大的优势是测量表压时不受外界大气压力的变化影响,但抗环境能力相对弱一些。主要用在小压力量程的场所。
压力传感器是工业实践中为常用的一种传感器,而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的,这样的传感器也称为压电传感器。
压力传感器原理:
我们知道,晶体是各向异性的,非晶体是各向同性的。某些晶体介质,当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时,就产生了极化效应;当机械力撤掉之后,又会重新回到不带电的状态,也就是受到压力的时候,某些晶体可能产生出电的效应,这就是所谓的极化效应。科学家就是根据这个效应研制出了压力传感器。
压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英(二氧化硅)是一种天然晶体,压电效应就是在这种晶体中发现的,在一定的温度范围之内,压电性质一直存在,但温度超过这个范围之后,压电性质完全消失(这个高温就是所谓的“居里点”)。由于随着应力的变化电场变化微小(也就说压电系数比较低),所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数,但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体,能够承受高温和相当高的湿度,所以已经得到了广泛的应用。 在现在压电效应也应用在多晶体上,比如现在的压电陶瓷,包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。
压电效应是压电传感器的主要工作原理,压电传感器不能用于静态测量,因为经过外力作用后的电荷,只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的,所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。
压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用,特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业,例如用它来测量在膛中击发的一瞬间的膛压的变化冲击波压力。它既可以用来测量大的压力,也可以用来测量微小的压力。
压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中,比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的,因为测量动态压力是如此普遍,所以压电传感器的应用就非常广。除了压电传感器之外,还有利用压阻效应制造出来的压阻传感器,利用应变效应的应变式传感器等,这些不同的压力传感器利用不同的效应和不同的材料,在不同的场合能够发挥它们独特的用途。
详细见解:贺德克压力传感器
角度传感器广泛使用在起重机、挖隧机、牵引和提升装置、造船、工程车、大型装卸设备、水电站大坝、重型运输车、列车。角度位移传感器—感应的、磁致电阻的、光电的测量仪器。
对于测量角度位移并将其转换成电子信号以达到远程传送的目的,电势的、感应的、磁致电阻的、递增的或完全的编码角度位移传感器可根据用户的要求应用。角度位移传感器可用于测量堰坝门、扇形阀、阀门和控制驱动器,以及船的机械电报机和机械舵,起重机的摆动齿轮和起重齿轮,机械工具和处理设备,起重机、开凿机和船舶的控制传送器上的置数调节器。
更适于测量处在剧烈振动情况下的点。它主要用于解决能量工业和化学工厂的测量问题,例如测量变速驱动器的实际位移量,或测量造纸和纺织工业的机器,测量浮动滚筒的位移,而在测量起重机和开凿机摇摆系统的倾斜角中应用zui为广泛。
光电式角度位移传感器是一个高鉴别力的测量仪器,可用于单匝线圈或多匝线圈型、低温度系数、数字编码的角度位移输出信号的情况。单匝线圈传感器用于铁路等交通领域作为快速定向环与起重机的牵引开关相连。多匝线圈传感器更适合与拖拉设备、起重系统的缆绳绞盘的绳索长度测量设备或机械工具中的工具位移测量设备配合使用。
角度位移传感器原理
角度传感器用来检测角度的。它的身体中有一个孔,可以配合乐高的轴。当连结到RCX上时,轴每转过1/16圈,角度传感器就会计数一次。往一个方向转动时,计数增加,转动方向改变时,计数减少。计数与角度传感器的初始位置有关。当初始化角度传感器时,它的计数值被设置为0,如果需要,你可以用编程把它重新复位。
角度位移传感器是利用角度变化来定位物体位置的电子元件。适用于汽车,工程机械,宇宙装置、导弹、飞机雷达天线的伺服系统以及注塑机,木工机械,印刷机,电子尺,机器人,工程监测,电脑控制运动器械等需要精确测量位移的场合。
角度位移传感器实际上应用
使用角度传感器来控制你的轮子可以间接的发现障碍物。原理非常简单:如果马达 角度传感器构造运转,而齿轮不转,说明你的机器已经被障碍物给挡住了。此技术使用起来非常简单,而且非常有效;唯一要求就是运动的轮子不能在地板上打滑(或者说打滑次数太多),否则你将无法检测到障碍物。如果是一个空转的齿轮连接到马达上就可以避免这个问题,这个轮子不是由马达驱动而是通过装置的运动带动它:在驱动轮旋转的过程中,如果惰轮停止了,说明你碰到障碍物了。
压力变送器主要由压力传感器、测量电路和过程连接件三部分组成。它能将压力传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号,以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。在国内,目前在小型自动化控制方面运用的压力变送器一般基于压阻式原理,也就是压敏电阻受压后产生电阻变化,通过放大器放大并采用标准压力标定,即可进行压力检测。
压力变送器工作时注意事项:
1、变送器上切勿使用高于36V的电压,容易导致损坏。
2、变送器切勿用硬物碰触膜片,会损坏隔膜片。
3、被测介质不能结冰,否则传感器元件隔离膜片容易损伤,导致变送器破坏。
4、在测量蒸汽或其他高温介质时,其温度不应超过变送器使用时的极限温度,否则必须使用散热装置。
5、在测量蒸汽或其他高温介质时,为使变送器和管道连在一起,应使用散热管,并使用管道上的压力传至变压器。当被测介质为水蒸气时,散热管中要注入适量的水,以防过热蒸汽直接与变送器接触,致使损坏传感器。
6、在压力传输过程中,应注意几点:变送器与散热管连接处不可漏气;在打开阀门时要小心,以免被测介质直接冲击、损坏传感器膜片;必须保持管路畅通,避免管道中的沉积物弹出并损坏传感器膜片。
压力传感器使用过程应注意考虑下列情况:
1、防止变送器与腐蚀性或过热的介质接触;
2、防止渣滓在导管内沉积;
3、测量液体压力时,取压口应开在流程管道侧面,以避免沉淀积渣;
4、测量气体压力时,取压口应开在流程管道顶端,并且变送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;
5、导压管应安装在温度波动小的地方;
6、测量蒸汽或其它高温介质时,需接加缓冲管(盘管)等冷凝器,不应使变送器的工作温度超过极限;
7、冬季发生冰冻时,安装在室外的变送器必需采取防冻措施,避免引压口内的液体因结冰体积膨胀,导至传感器损坏;
8、测量液体压力时,变送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;
9、接线时,将电缆穿过防水接头(附件)或绕性管并拧紧密封螺帽,以防雨水等通过电缆渗漏进变送器壳体内。