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如何选择湿度传感器 传感器技术指标

时间:2020-09-15    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     

如何选择湿度传感器:

一、湿度传感器产品应用选型

    随着时代的发展,科研、农业、暖通、纺织、机房、航空航天、电力等工业部门,越来越需要采用湿度传感器,对产品质量的要求越业越高,对环境温、湿度的控制以及对工业材料水份值的监测与分析都已成为比较普遍的技术条件之一。湿度传感器产品及湿度测量属于90年代兴起的行业。如何使用好湿度传感器,如何判断湿度传感器的性能,这对一般用户来讲,仍是一件较为复杂的技术问题。

 

二、湿度传感器的分类及感湿特点

    湿度传感器,分为电阻式和电容式两种,产品的基本形式都为在基片涂覆感湿材料形成感湿膜。空气中的水蒸汽吸附于感湿材料后,元件的阻抗、介质常数发生很大的变化,从而制成湿敏元件。

    国内外各厂家的湿度传感器产品水平不一,质量价格都相差较大,用户如何选择性能价格比zui优的理想产品确有一定难度,需要在这方面作深入的了解。湿度传感器具有如下特点:

   1精度和长期稳定性

      湿度传感器的精度应达到±2%~±5%RH,达不到这个水平很难作为计量器具使用,湿度传感器要达到±2%~±3%RH的精度是比较困难的,通常产品资料中给出的特性是在常温(20℃±10℃)和洁净的气体中测量的。在实际使用中,由于尘土、油污及有害气体的影响,使用时间一长,会产生老化,精度下降,湿度传感器的精度水平要结合其长期稳定性去判断,一般说来,长期稳定性和使用寿命是影响湿度传感器质量的头等问题,年漂移量控制在1%RH水平的产品很少,一般都在±2%左右,甚至更高。

   2湿度传感器的温度系数

      湿敏元件除对环境湿度敏感外,对温度亦十分敏感,其温度系数一般在0.2~0.8%RH/℃范围内,而且有的湿敏元件在不同的相对湿度下,其温度系数又有差别。温漂非线性,这需要在电路上加温度补偿式。采用单片机软件补偿,或无温度补偿的湿度传感器是保证不了全温范围的精度的,湿度传感器温漂曲线的线性化直接影响到补偿的效果,非线性的温漂往往补偿不出较好的效果,只有采用硬件温度跟随性补偿才会获得真实的补偿效果。湿度传感器工作的温度范围也是重要参数。多数湿敏元件难以在40℃以上正常工作。

   3湿度传感器的供电

      金属氧化物陶瓷,高分子聚合物和氯化锂等湿敏材料施加直流电压时,会导致性能变化,甚至失效,所以这类湿度传感器不能用直流电压或有直流成份的交流电压。必须是交流电供电。

   4互换性

     目前,湿度传感器普遍存在着互换性差的现象,同一型号的传感器不能互换,严重影响了使用效果,给维修、调试增加了困难,有些厂家在这方面作出了种种努力,(但互换性仍很差)取得了较好效果。

  5湿度校正

      校正湿度要比校正温度困难得多。温度标定往往用一根标准温度计作标准即可,而湿度的标定标准较难实现,干湿球温度计和一些常见的指针式湿度计是不能用来作标定的,精度无法保证,因其要求环境条件非常严格,一般情况,(在湿度环境适合的条件下)在缺乏完善的检定设备时,通常用简单的饱和盐溶液检定法,并测量其温度。

 

三、对湿度传感器性能作初步判断的几种方法

    在湿度传感器实际标定困难的情况下,可以通过一些简便的方法进行湿度传感器性能判断与检查。

    1、一致性判定,同一类型,同一厂家的湿度传感器产品一次购买两支以上,越多越说明问题,放在一起通电比较检测输出值,在相对稳定的条件下,观察测试的一致性。若进一步检测,可在24h内间隔一段时间记录,一天内一般都有高、中、低3种湿度和温度情况,可以较全面地观察产品的一致性和稳定性,包括温度补偿特性。

    2用嘴呵气或利用其它加湿手段对传感器加湿,观察其灵敏度、重复性、升湿脱湿性能,以及分辨率,产品的zui高量程等。

3对产品作开盒和关盒两种情况的测试。比较是否一致,观察其热效应情况。

    4对产品在高温状态和低温状态(根据说明书标准)进行测试,并恢复到正常状态下检测和实验前的记录作比较,考查产品的温度适应性,并观察产品的一致性情况。

    产品的性能zui终要依据质检部门正规完备的检测手段。利用饱和盐溶液作标定,也可使用产品作比对检测,产品还应进行长期使用过程中的长期标定才能较全面地判断湿度传感器的质量。

 

四、对市场上湿度传感器产品的几点分析

    国内市场上出现了不少国内外湿度传感器产品,电容式湿敏元件较为多见,感湿材料种类主要为高分子聚合物,氯化锂和金属氧化物。

  电容式湿敏元件的优点在于响应速度快、体积小、线性度好、较稳定,国外有些产品还具备高温工作性能。但是达到上述性能的产品多为国外,价格都较昂贵。市场上出售的一些电容式湿敏元件低价产品,往往达不到上述水平,线性度、一致性和重复性都不甚理想,30%RH以下,80%RH以上感湿段变形严重。有些产品采用单片机补偿修正,使湿度出现"阶跃"性的跳跃,使精度降低,出现一致性差、线性差的缺点。无论次或低档次的电容式湿敏元件,长期稳定性都不理想,多数长期使用漂移严重,湿敏电容容值变化为pF级,1%RH的变化不足0.5pF,容值的漂移改变往往引起几十RH%的误差,大多数电容式湿敏元件不具备40℃以上温度下工作的性能,往往失效和损坏。

  电容式湿敏元件抗腐蚀能力也较欠缺,往往对环境的洁净度要求较高,有的产品还存在光照失效、静电失效等现象,金属氧化物为陶瓷湿敏电阻,具有湿敏电容相同的优点,但尘埃环境下,陶瓷细孔被封堵元件就会失效,往往采用通电除尘的方法来处理,但效果不够理想,且在易燃易爆环境下不能使用,氧化铝感湿材料无法克服其表面结构"天然老化"的弱点,阻抗不稳定,金属氧物陶瓷湿敏电阻也同样存在长期稳定性差的弱点。

  氯化锂湿敏电阻,具有zui突出的优点是长期稳定性极强,因此通过严格的工艺制作,制成的仪表和传感器产品可以达到较高的精度,稳定性强是产品具备良好的线性度、精密度及一致性,是长期使用寿命的可靠保证。

  氯化锂湿敏元件的长期稳定性其它感湿材料尚无法取代。

 

五、用户选用须知

  用户选用温湿度传感传感器时,应该对供货单位或供货厂家有所了解,由于湿度传感器一般用户难以进行检测,没有标准的湿度检测设备,所以应考察生产厂家的生产设施和生产许可证,特别是生产厂家无正规的检测设备(一般温湿度检测设备约百万元左右),没有正规检测设备如何能生产出合格的产品?这是购买温湿度传感器应特别注意的地方。

 

总之,人们使用湿度传感器的时间越长,认识就会越深入和全面。同时,也对产品提出新的要求,这给产品带来了新的机遇,推动这项技术不断向新的高度发展。我们相信,湿度传感器产品会在应用领域发挥越来越重要的作用。

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电磁流量计传感器接地的要求

  由于电磁流量计传感器的输出信号很小,通常只有几毫伏。为了提高仪表抗干扰能力,电磁流量计输入回路中的零电位必须接地,以大地电位为零电位,这是传感器接地的充分条件。

  接地不良或没接地线会导致外界干扰信号,导致电磁流量计AD转换器采样出错,报错形式有:空管、信号为零或信号出现负值。电磁流量计的接地要求有两个方面:

  1、从电磁流量计的工作原理和流量感应信号电流的回路来分析,传感器和转换器的接地端必须与被测介质同电位。

  2、接地。以大地为零电位,减少外界干扰。一般情况下,工艺管道都是金属管,本身都是接地的,这点要求很容易满足。但是在外界电磁场干扰较大的情况下,电磁流量计应另行设置接地装置,接地线采用截面大于5mm2的多股铜线,传感器的接地线绝不能接在电机或其它设备的公共地线上,以避免漏电流的影响。接地电阻应小于10Ω。

  a、电磁流量计的传感器在金属管道上安装(金属管道内壁没有绝缘涂层)。

  b、电磁流量计的传感器在塑料管道上或在有绝缘衬里的管道上安装,传感器的两端应安装接地环、或接地法兰、或带有接地电极的短管。

  使管内流动的被测介质与大地短路,具有零电位,否则,电磁流量计无法正常工作。

  因此,电磁流量计并不要求非单独设置接地装置不可,尤其是小口径电磁流量传感器,但单独设置接地装置有利于仪表的可靠运行。也就是说,对于电磁流量计的接地问题必须有一个正确的认识,要重视,但又不能盲目地过分强调。

标签: 电磁流量计 电磁流量计 电磁流量计传感器接地的要求_电磁流量计 技术特点 

在工企业中应用的称重仪表性能指标通常用精确度(又称精度)、变差、敏锐度来形貌。仪表工校验仪表通常也是调校精确度,变差和敏锐度三项。 

变差是指称重仪表被测变量(可明白为输入信号)多次从差异偏向到达同一数值时,仪表指示值之间的最大差值,大概说是仪表在外界条件稳固的环境下,被测参数由小到大变革(正向特性)和被测参数由大到小变革(反向特性)不划一的程度,两者之差即为仪表变差。可靠性称重控制仪表可靠性是化工企业仪表工所寻求的另一紧张性能指标。可靠性和仪表维护量是相辅相成的,仪表可靠性高阐明仪表维护量小,反之仪表可靠性差,仪表维护量就大。对付化工企业检测与进程控制仪表,大部门安置在工艺管道、种种塔、釜、罐、器上。 

称重仪表在称重传感器中的稳固性在规定事情条件内,称重仪表某些性能随时间连结稳固的本领称为稳固性(度)。仪表稳固性是化工企业仪表工一天的性能指标。由于化工企业利用仪表的环境相比拟力恶劣,被测量的介质温度、压力变革也相比拟力大,在这种环境中投入仪表,利用仪表的某些部件随时间连结稳固的本领会减弱,仪表的稳固性会降落。徇或表征仪表稳固性尚未有定量值,化工企业通常用仪表零漂移来衡量仪表的稳固性。称重仪表稳固性的优劣直接关联到仪表的利用范畴,偶然直接影响化工生产,稳固性不好造成的影响比双仪表精度降落对化工生产的影响还要大。稳固性不好仪表维护量也大,是仪表工最不盼望出现的事情。 

称重仪表的敏锐度偶然也称”放大比”,也是仪表静特性贴切线上各点的斜率。增长放大倍数可以提高仪表敏锐度,单纯加大敏锐度并不改变仪表的性能,即称重仪表精度并没有提高,相反偶然会出现振荡表征,造成输出不稳固。仪表敏锐度应连结恰当的量。 

对于大部分客户来讲,仪表精度虽然是一个紧张指标,但在实际利用中,更强调仪表的稳固性和可靠性,因为化工企业检测与进程控制仪表用于计量的为数不多,而大量的是用于检测。另外,利用在进程控制体系中的检测仪表其稳固性、可靠性比精度更为紧张。 

随着仪表更新换代,特别是微电子技能引入称重仪表制造行业,使仪表可靠性大大提高。仪表生产厂商对这性能指标也越来越珍视,通常用平均无妨碍时间MTBF来形容仪表的可靠性。一台全智能称重变送器的MTBF比一个平常非智能仪表如电动Ⅲ变送器要高10倍左右。称重仪表在使用前要与称重传感器配套进行数字标定。标定实际上就是用标准砝码对衡器进行校准。标定后的仪表内部保存有相对于这一组传感器的标定系数。有了这个系数后,仪表才可以把称重传感器的模拟信号转变为重量数字显示。 

应用描述 

板环式称重传感器用途与特点:结构紧凑、防护性能好。精度高、长期稳定性好。适用于吊钩秤、机电结合秤及其它力值的测量。 

数字式定义 

数字称重传感器是一种能将重力转变为电信号的力-电转换装置,它主要是指集电阻应变式称重传感器、电子放大器(英文简称AMC)、模数转换技术(英文简称ADC)、微处理器(简称MCU)于一体的新型传感器。 

特点和应用 

数字称重传感器和数字计量仪表技术的发展已逐渐成为称重技术领域的新宠,其以调试简便高效、适应现场能力强等优势正在该领域崭露头角。 

S型定义 

S型称重传感器是传感器中较为常见的一种传感器,主要用于测固体间的拉力和压力,通用也人们也称之为拉压力传感器,因为它的外形像S形状,所以习惯上也称S型称重传感器,此传感器采用合金钢材质,胶密封防护处理,安装容易,使用方便,适用于吊秤,配料秤,机改秤等电子测力称重系统。 

构成 

敏感元件 

直接感受被测量(质量)并输出与被测量有确定关系的其他量的元件。如电阻应变式称重传感器的弹性体,是将被测物体的质量转变为形变;电容式称重传感器的弹性体将被测的质量转变为位移。 

变换元件 

又称传感元件,是将敏感元件的输出转变为便于测量的信号。如电阻应变式称重传感器的电阻应变计(或称电阻应变片),将弹性体的形变转换为电阻量的变化;电容式称重传感器的电容器,将弹性体的位移转变为电容量的变化。有时某些元件兼有敏感元件和变换元件两者的职能。如电压式称重传感器的压电材料,在外载荷的作用下,在发生变形的同时输出电量。 

测量元件 

将变换元件的输出变换为电信号,为进一步传输、处理、显示、记录或控制提供方便。如电阻应变式称重传感器中的电桥电路,压电式称重传感器的电荷前置放大器。 

辅助电源 

为传感器的电信号输出提供能量。一般称重传感器均需外链电源才能工作。因此,作为一个产品必须标明供电的要求,但不作为称重传感器的组成部分。有些传感器,如磁电式速度传感器,由于他输出的能量较大,故不需要辅助电源也能正常工作。所以并非所有传感器都要有辅助电源。 

常用材料 

称重传感器性能的好坏很大程度上取决于制造材料的选择。称重传感器材料包括以下几个部分:应变片材料、弹性体材料、贴片黏合剂材料、密封胶材料、引线密封材料和引线材料。 

应变片和电阻元件材料 

应变片是称重传感器的感应部分,它将外力的大小转化为电学量输出,是传感器较为重要的组成部分,常用的应变片基材采用高分子薄膜材料,应变材质通常为高纯度康铜 。应变片的性能不仅仅与基材和康铜纯度有关,还与制造工艺有关。提高工艺技术水平也是改善传感器性能一个很重要的方面。 

弹性体材料 

称重传感器弹性体的作用是传递外力,它必须具有在受到相同力大小的时候,产生形变一样,因为应变片就粘贴在弹性体上面,弹性体的形变就是应变片的形变;同时它还须具有复位性,在外力消失的时候,可以自动复位。弹性体材料通常选择各样金属,主要有铝合金、不锈钢和合金钢等等。 

贴片黏合剂材料 

贴片黏合剂是把应变片和弹性体牢牢固定在一起,使它们产生的形变永远一致。由此可见,贴片黏合剂也是一个重要部件。21世纪初,使用较多的贴片黏合剂是双组分高分子环氧系列黏合剂。21世纪初,它的性能与它自身的纯度、混合方式、储存时间、固化方式、固化时间等关系很大,在使用之前要仔细阅读它的详细介绍。 

密封胶材料 

早期的称重传感器密封都采用密封胶,后来由于制造技术的发展,用焊接技术可以提高极大传感器的稳定性和使用寿命。虽然21世纪初很多采用了焊接技术,但是某些重要部位还需涂抹一些密封胶。密封胶一般都采用硅胶,硅胶具有稳定性好的优点,可以防潮、防腐蚀,绝缘性能也非常好。 

引线密封和引线材料 

传感器输出引线如果不固定的话,会发生损坏或松动,导致信号不稳定或没有输出。21世纪初传感器输出都采用连接器的方式,连接器的材质和紧固力度也会给输出带来影响。可以采用连接器跟密封胶配合使用。内部引线也需要固定,防止其到处移动。引线的质量也很重要,其材质性能从高到低的排列顺序依次为镀银、铜线和铝线。如果周围高频信号、无线电波干扰严重的话,还需采用屏蔽电缆;在腐蚀性环境和易燃易爆场合则需要采用防腐防阻燃和防爆电缆,外加套管进行保护。 

安装注意事项 

称重传感器要轻拿轻放,尤其对于用合金铝材料作为弹性体的小容量传感器,任何振动造成的冲击或者跌落,都很有可能造成很大的输出误差。设计加载装置及安装时应保证加载力的作用称重传感器受力轴线重合,使倾斜负荷和偏心负荷的影响减至最小。 

在水平调整方面。如果使用的是称重传感器的话,其底座的安装平面要使用水平仪调整直到水平;如果是多个传感器同时测量的情况,那么它们底座的安装面要尽量保持在一个水平面上,这样做的目的主要是为了保证每个传感器所承受的力量基本一致。 

按照其说明中称重传感器的量程选定来确定所用传感器的额定载荷。为防止化学腐蚀.安装时宜用凡士林涂称重传感器外表面。应避免阳光直晒和环境温度剧变的场台使用。在称重传感器加载装置两端加接铜编织线做的旁路器。 

电缆线不宜自行加长,在确实需加长时应在接头处锡焊,并加防潮密封胶。在称重传感器周围可以采用一些挡板把传感器罩起来。这样做的目的可防止杂物掉进传感器的运动部分,影响其测量精度。 

传感器的电缆线应远离强动力电源线或有脉冲波的场所,无法避竞时应把称重传感器的电缆线单独穿入铁管内,并尽量缩短连接距离。 

按其说明中的称重传感器量程选定来确定所用传感器的额定载荷,称重传感器虽然本身具备一定的过载能力,但在安装和使用过程中应尽量避免此种情况。有时短时间的超载,也可能会造成传感器永久损坏。 

在高度精度使用场合,应使/称重传感器和仪表在预热30分钟后使用。 

应用 

在高速公路的入口处建造载重检测支路,当载重卡车驶过动态称重桥时,称重传感器和电子称即自行检查判断,同时给出信号控制交通信号灯。这样我们就能很好的知道车辆有没有超重,从而考虑要不要此车辆通行。这种应用在高速路上的称重传感器要求量程大,精度要求不是特别高,但是长期稳定性必须好,随着传感器和其它电子设备的发展,将会越来越智能化,从而实现无人控制就能阻止超重车辆通过,还能能车辆按重量收费。 

小结 

随着市场的扩大,称重传感器的厂家也越来越多,如何在市场上能做的更好,不难分析得出,只有在不断的提高传感器的技术和服务才能走在市场顶端。随着新技术革命的来到,中国乃至全球都开始进入一个全新的信息时代。在利用信息的过程中,首先要解决的就是要获取准确可靠的信息,而传感器才是获取自然和生产领域中信息的最主要途径与手段。 

在现代化工业生产以及自动化生产过程中,需要用到各种称重传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,称重传感器的功能是使设备工作在正常状态或较佳状态,并使生产出来的产品达到可以的质量。可以说,没有众多的优良的称重传感器,现代化生产也就失去了基础。如此看来,称重传感器将在这个智能化生产产业中是会有美好的发展前途。

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