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压力传感器的压力变送器的选型常识 传感器选购指南

时间:2020-05-30    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     

导读: 一个在选择传感器时需要考虑的关键因素是所测量的介质。在压力头上是否会是粘性液体或者浆状物质?与传感器接触的是否是溶解性或者腐蚀性介质还是干净干燥的空气?

1、传感器测量的是何种压力?

答:您首先要考虑的是您的系统的大压力。一般您需要的压力传感器压力范围大值应该达到您系统大压力值的1.5倍。我们建议的这些额外的压力范围是由于许多的系统,特别是水压和过程控制,有压力尖峰或者连续的脉冲。这些尖峰可能会达到“大”压力的五倍甚至十倍,且可以造成传感器的损坏。连续的高压脉冲,接近或者超过传感器的大额定压力,也会缩短传感器的寿命。但是仅仅提高传感器额定压力并不是万全之策,因为这会牺牲传感器的分辨率。您可以使用缓冲器来减弱尖峰,但是这也仅仅是一个折中方案,因为这会降低传感器的响应速度。

所有的压力传感器都在设计成能在2亿个周期中承受大压力而不会降低性能。您在选择传感器的时候需要在系统性能与传感器寿命之间找到一个折中的解决方案。

2、什么是压力介质?

答:另外一个在选择传感器时需要考虑的关键因素是所测量的介质。在压力头上是否会是粘性液体或者浆状物质?与传感器接触的是否是溶解性或者腐蚀性介质还是干净干燥的空气?

3、传感器需要达到什么样的精度?

答:度是制造商们用来描述传感器输出误差常用的一个术语。这些误差可能来源于非线性,迟滞,不可重复性,温度,零点平衡,校正和湿度效应。许多制造商,将度指定为非线性,迟滞和不可重复性的综合影响。对许多传感器来说,“度”会由于温度,零点平衡等因素而比标称值更低。

“技术名词”部分更加详细地解释了这些术语。拥有更高度的传感器的成本会更高,那么您的系统真的需要这么高的度吗?使用高度传感器和低分辨率仪器组成的系统其实是一种低效率的解决方案。

4、传感器的耐温性如何?

答:压力传感器,像所有物理设备系统一样,会在极端温度的环境下会产生错误甚至无法使用。一般每个传感器将会有两个温度范围,分别是工作范围和补偿范围。补偿范围包含在工作范围之内。

工作范围是指在这个范围内,传感器通电后可以暴露在介质中而不会发生损坏。但是,这并不表示当处于补偿范围以外的时候其性能也能达到标称的规格(温度系数)。

补偿范围一般是在工作范围之内的一段更狭窄的范围。在这个范围内,传感器确保可以达到标称的规格。温度的改变通过两种方法影响传感器,其一是造成零点漂移,其二是影响整个量程的输出。传感器规格说明应该将这些误差以下列形式列出: ±x%满量程/°C, ±x%读数/°C, ±x%整个温度补偿范围内满量程,或者 ±x%整个温度补偿范围内读数。如果没有这些参数会给你在使用中造成不确定。那么传感器输出的改变是由于压力变化还是温度变化呢?在理解如何使用传感器的时候,温度效应将是复杂的部分。

5、应该使用何种输出?

答:几乎所有的传感器都有毫伏输出,或者电压放大,或者毫安,或者频率输出。您所选择的输出类型依赖与您的传感器与系统控制或者显示部件之间的距离,噪音,以及其他电气干扰,还有是否需要放大,jia放置放大器的位置等。对于许多的原始设备制造商来说,他们的控制元件和传感器距离很短,所以毫伏输出一般就足够了而且成本较低。

如果您需要将传感器输出放大,那么使用另外一个有内置放大器的传感器更加简单。在长距离电缆,或者有大电气噪音区域内,就需要毫安输出或者频率输出了。在有很强射频干扰和电磁干扰的环境中,您就需要考虑在毫安和频率输出外在额外增加一些屏蔽或这过滤设备了。

6、什么是激励电压?

答:输出的类型可能就决定了您需要的激励电压。许多放大式传感器都有内置的电压调节器,可以在很大范围的未调节电压源下工作。有些传感器是有比例的,需要已调节的激励源。所使用的电源将会决定您是使用已调节电源还是未调节电源。这需要在系统成本和所有激励源之间作出折中的选择。

7、我需要传感器具有互换性吗?

答:对于不同的系统来说传感器的互换性都很重要吗,或者您会校正系统的每一个部分吗?这是非常重要的问题,特别是对于原始设备制造商。当您把产品送到客户手里之后,进行校正的成本是很高的。如果您的传感器具有互换性,那么您就可以在系统中换掉传感器而仍然保持参数不变。

8、传感器需要什么程度的时间稳定性?

答:大多数传感器会随时间有所“漂移”。了解长时间的传感器稳定度是非常重要的。这个先期工作需要可以减少将来可能遇到的问题。

9、传感器需要怎样的坚固程度?

答:一个非常令用户头疼的因素常常遇到,那就是传感器到底需要怎样的机械强度,特别是其外壳?考虑传感器将会应用到的环境是非常重要的。是否是在高湿度或水蒸气环境?是否有高强度震动或冲击?在选择外壳类型的时候这些问题都要考虑周到。

10、我怎样将传感器连接到自己的电气系统中?

答:传感器上的短电缆是否够用?或者,在长电缆应用中,是否需要在传感器上加一个连接器?大多数的压力传感器可以提供电缆或者连接器。

温度传感器工作原理

  温度有四种主要类型:热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。

  1、热电偶的工作原理

  当有两种不同的导体和半导体A和B组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为T,称为工作端或热端,另一端温度为TO,称为自由端(也称参考端)或冷端,则回路中就有电流产生,即回路中存在的电动势称为热电动势。这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。与塞贝克有关的效应有两个:其一,当有电流流过两个不同导体的连接处时,此处便吸收或放出热量(取决于电流的方向),称为珀尔帖效应;其二,当有电流流过存在温度梯度的导体时,导体吸收或放出热量(取决于电流相对于温度梯度的方向),称为汤姆逊效应。两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电偶的热电势EAB(T,T0)是由接触电势和温差电势合成的。接触电势是指两种不同的导体或半导体在接触处产生的电势,此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关。温差电势是指同一导体或半导体在温度不同的两端产生的电势,此电势只与导体或半导体的性质和两端的温度有关,而与导体的长度、截面大小、沿其长度方向的温度分布无关。无论接触电势或温差电势都是由于集中于接触处端点的数不同而产生的电势,热电偶测量的热电势是二者的合成。当回路断开时,在断开处a,b之间便有一电动势差△V,其极性和大小与回路中的热电势一致。并规定在冷端,当电流由A流向B时,称A为正极,B为负极。实验表明,当△V很小时,△V与△T成正比关系。定义△V对△T的微分热电势为热电势率,又称塞贝克系数。塞贝克系数的符号和大小取决于组成热电偶的两种导体的热电特性和结点的温度差。

  目前,国际委员会(IEC)推荐了8种类型的热电偶作为标准化热电偶,即为T型、E型、J型、K型、N型、B型、R型和S型。

  2、热电阻的工作原理

  导体的电阻值随温度变化而改变,通过测量其阻值推算出被测物体的温度,利用此原理构成的传感器就是电阻温度传感器,这种传感器主要用于-200—500℃温度范围内的温度测量。纯金属是热电阻的主要制造材料,热电阻的材料应具有以下特性:①电阻温度系数要大而且稳定,电阻值与温度之间应具有良好的线性关系。

  ②电阻率高,热容量小,反应速度快。

  ③材料的复现性和工艺性好,价格低。

  ④在测温范围内化学物理特性稳定。

  目前,在工业中应用广泛的铂和铜,并已制作成标准测温热电阻

  3、红外温度传感器

  在自然界中,当物体的温度高于绝对零度时,由于它内部热运动的存在,就会不断地向四周辐射电磁波,其中就包含了波段位于0、75~100μm的红外线,红外温度传感器就是利用这一原理制作而成的。

  SMTIR9901/02是荷兰SmartecCompany生产的一款现在市场上应用比较广的红外传感器,它是基于热电堆的硅基红外传感器。大量的热电偶堆集在底层的硅基上,底层上的高温接点和低温接点通过一层极薄的薄膜隔离它们的热量,高温接点上面的黑色吸收层将入射的放射线转化为热能,由热电效应可知,输出电压与放射线是成比例的,通常热电堆是使用BiSb和NiCr作为热电偶。此外,SMT9902sil内部嵌入以Ni1000温度传感器和一小视角的硅滤片,使得测量温度更加的准确。因为红外辐射特性与温度相关,可以使用不同的滤镜来测量不同的温度范围。成熟的半导体工艺是产品小型化,低成本化。为了满足某些应用,红外传感器开口视角可以设计成小至7°。

  4、模拟温度传感器

  常见的模拟温度传感器有LM3911、LM335、LM45、AD22103电压输出型、AD590电流输出型。

  AD590是美国模拟器件公司的电流输出型温度传感器,供电电压范围为3~30V,输出电流223μA(-50℃)~423μA(+150℃),灵敏度为1μA/℃。当在电路中串接采样电阻R时,R两端的电压可作为输出电压。注意R的阻值不能取得太大,以保证AD590两端电压不低于3V。AD590输出电流信号传输距离可达到1km以上。作为一种高阻电流源,最高可达20MΩ,所以它不必考虑选择开关或CMOS多路转换器所引入的附加电阻造成的误差。适用于多点温度测量和远距离温度测量的控制。

  5、逻辑输出型温度传感器

  设定一个温度范围,一旦温度超出所规定的范围,则发出报警信号,启动或关闭风扇、空调、加热器或其它控制设备,此时可选用逻辑输出式温度传感器。LM56、MAX6501-MAX6504、MAX6509/6510是其典型代表。

  LM56是NS公司生产的高精度低压温度开关,内置1、25V参考电压输出端。最大只能带50μA的负载。电压从2、7~10V,工作电流量大230μA,内置传感器的灵敏度为6、2mV/℃,传感器输出电压为6、2mV/℃×T+395mV。

  6、数字式温度传感器

  它采用硅工艺生产的数字式温度传感器,其采用PTAT结构,这种半导体结构具有精确的,与温度相关的良好输出特性。PTAT的输出通过占空比比较器调制成数字信号,占空比与温度的关系如下式:DC=0、32+0、0047*t,t为摄氏度。输出数字信号故与微处理器MCU兼容,通过处理器的高频采样可算出输出电压方波信号的占空比,即可得到温度。该款温度传感器因其特殊工艺,分辨率优于0、005K。测量温度范围-45到130℃,故广泛被用于高精度场合。

标签: 温度传感器
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                       新款甲烷传感器原理以及发展 

技术参数:检测气体:甲烷检测原理:红外原理检测范围:0~100%LEL、50%Vol、100%Vol可选分辨率:0.1%LEL(0~100%LEL)、0.01%Vol(0~100% Vol)检测方式:泵吸式显示方式:LCD液晶背光显示检测精度:±2%.FS报警方式:声光报警(报警点可调)响应时间:小于30S恢复时间:小于40S线性误差:±1.0%不确定度:2%Rd±0.1零点漂移:≤±2.0%FS/年跨度漂移:≤±1.0%FS/月工作电源:DC3.6V传感器寿命:5年以上使用环境:温度-20℃~+70℃;相对湿度≤95%RH(非凝露);在凝露环境下使用需订制电池容量:3.6VDC,5000mA ,带充电保护功能 外型尺寸:180×190×100mm(L×W×H)标准配件:0.8m采样手柄一根,仪器箱一个,充电器一个重 量:1.5Kg

原理
一般采用载体催化元件为检测元件。

产生一个与甲烷的含量成比例的微弱信号,经过多级放大电路放大后产生一个输出信号,送入单片机片内A/D转换输入口,将此模拟量信号转换为数字信号。然后单片机对此信号进行处理,并实现显示,报警等功能。

 

智能甲烷传感器

一.甲烷的敏感元件

MH-440V/D 红外气体传感器是通用型、智能型、微型传感器,该传感器利用非色散红外(NDIR)原理对空气中存在的CH4进行探测,具有很好的选择性,无氧气依赖性,性能稳定、寿命长。内置温度传感器,可进行温度补偿。该传感器是将成熟的红外吸收气体检测技术与微型机械加工、精良电路设计紧密结合,制作出的小巧型红外气体传感器。

该传感器使用方便,可直接用来替代催化燃烧元件,广泛应用于存在可燃性、爆炸性气体的各种场合。

发展
甲烷传感器是一种矿用仪器仪表,必须首先满足井下安全生产的规程,但较其他普通传感器又必须有如下主要特点:具有自动调零功能;标校可靠性更高,性能更稳定,使用更简单方便;采用高分辨率的单片机,测量的数值均准确可靠;机并具有自动稳零功能;可选择的调试菜单结构,方便调试,操作简单。现有的甲烷传感器普遍存在着功耗较大、功能单一、度不高的缺点,而且采用模拟电路技术,造成系统的抗干扰能力和智能化程度都很低。因此,研制便于携带、多功能、高精度和抗干扰能力强的高可靠性甲烷检测仪具有很大的应用价值。

新型的甲烷气体传感器必须具有可靠、稳定、安全的测量井下瓦斯功能,这有这样的传感器才能对预防井下安全事故起到了重要作用,也才具有推广应用的价值。




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