压力变送器是在工业实践中最常用的一种传感器‚它广泛适用于各行业自动控制环境‚包括水利水电‚铁路交通‚智能建筑‚生产自动化控制‚航空航天‚军工‚石油‚石化‚电力电力‚船舶‚机床‚管道等众多行业‚在简单介绍了一些常用的传感器的原理及其应用
第一‚应变式压力变送器原理及应用
力学传感器的种类很多‚如电阻应变计压力变送器‚半导体应变计压力变送器‚压力抗压力变送器‚电感式压力变送器‚电容式压力变送器‚压力变送器‚谐振式电容式加速度传感器等。但应用广泛的抗压力变送器‚它具有极低的价格和较高的精度以及更好的直线特征。下面我们主要介绍这类传感器。
当解压缩反力传感器‚我们第一次知道电阻应变计这种部分。电阻应变计是一种测量的应变变化会转变成一种电子信号敏感元件。它一反应变传感器的主要成分。电阻应变仪应用最多的是金属电阻应变计和半导体应变计2种。金属电阻应变计也有丝状应变片和金属箔应变计2种形状。通常是通过特殊贴应变计组成紧密凝集产生力学应变基板‚基板应力时的应力变化‚电阻应变计也一起的变形‚使应变片阻值有变化‚从而使加电压变化的电阻。这种应变计压力时产生的阻值变化通常较小‚一般这类应变计的所有组成应变桥‚并对其进行扩大通过以下仪表放大器‚再传递给处理电路(通常是模数转换和中央处理器)显示或执行代理。
金属电阻应变计的内部结构
如图1所示‚是电阻应变计结构示意图‚它由基体材料‚金属应变或应变片‚绝缘片和引出线等部分组成。根据用途不同‚电阻应变计电阻可以设计的设计师‚但电阻值范围应注意：阻值太小‚需要驱动电流过大‚同时应变计‚散发出的热量使自己高热‚在不同的环境中使用‚使应变片阻值变化太大‚输出零漂移明显‚调零电路太复杂。但阻力太大‚阻抗太高‚抗外界电磁干扰的能力较差。一般为几十欧姆到几十kiloohms约。
电阻应变计的工作原理
金属电阻应变计的工作原理是吸附应变电阻的阻值变化的现象‚在基体材料‚随着机械变形‚命名为电阻应变效应。金属导体电阻值可以使用类型指示‚
式中：卢-金属导体电阻率(欧米茄平方厘米/米)
-导体截面积(平方厘米)
我指挥的长度(米)
我们用金属箔应变电阻为例‚当浮华外力过程‚它的长度和横截面积可以改变‚可以很容易的在公式看‚其电阻值即可以有变化‚如金属丝细长的外生过程的时间‚其长度增加‚但横截面积减少‚电阻值可增加。当液体压缩外力过程‚长度减少而增加部分‚电阻值降低。只要确定了(通常是调查性开始和结束的电阻变化的电压)‚进而得出应变金属丝紧张情绪
第二‚陶瓷压力传感器原理及应用
耐腐蚀陶瓷压力传感器‚没有液体传输‚压力直接作用在陶瓷膜片的前表面‚使膜片具有变形小‚耐厚膜印刷在陶瓷膜片连接后‚有利于石头桥(关闭桥)‚因压敏电阻压力反效应‚使电桥产生成正比的高度线性的‚也有直接的比例与激励电压的电压信号‚根据不同的划分标准信号的测量范围为2 /3 /3.3/五等‚可能是兼容与应变型传感器。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‚传感器将温度补偿0~70��?可能绝大多数介质直接接触。
陶瓷是一种识别高弹性‚抗腐蚀‚抗磨损‚抗冲击和振动。陶瓷热稳定特性和它厚膜阻力可能导致其工作温度范围高达135- 40~��?此外‚具有测量精度高‚稳定性高。工频绝缘程度‚输出信号强‚长期稳定性好。高性能‚低价格的陶瓷传感器将压力变送器的发展方向‚已在欧美国家全面取代其他类型的传感器的倾向‚替代扩散硅压力变送器在中国也越来越多的用户使用陶瓷传感器。
第三‚扩散硅压力变送器原理及应用
工作原理
测量介质的压力直接作用于传感器膜片(不锈钢或陶瓷)‚使隔膜生产有直接关系的介质压力的微小位移‚使传感器的电阻值的变化‚探讨这一变化的用电线路改造‚并输出对应于这种压力标准测量信号。
第四‚陶瓷压力传感器原理及应用
利用电阻应变式工作原理‚采用硅-蓝宝石以半导体敏感元件‚具有无与伦比的特性测量。
蓝宝石是由单晶绝缘体元素组成‚不能有滞后‚疲倦和缓慢变化的现象;蓝宝石必须牢固程度比硅‚硬度高‚不变形;蓝宝石具有极好的弹性和绝缘特性(在1000℃)‚因此‚该使用硅-蓝宝石制造半导体敏感单元‚是敏感的温度变化‚即使在炎热的条件下‚也有很好的操作因素;蓝宝石的抗辐射特性大大增强;此外‚硅-蓝宝石半导体敏感元件‚非p - n漂流‚因此‚从根本上简化了制造工艺‚提高了重复‚保证了高成品率。
压力变送器制造与硅-蓝宝石半导体敏感元件和变化提供‚可在恶劣工况下正常工作‚且可靠性高‚精度好‚温度误差最小‚价格高于。
本表按压力变送器‚变送器构成的双隔膜：钛合金和钛合金接收测量膜片隔膜。有异质外延应变灵敏电桥电路的蓝宝石薄片‚焊接在钛合金测量膜片。测量压力传输到接收的隔膜(隔膜和隔膜收到调查与张力杆牢固连接在一起)。在压力的作用下‚钛合金接收膜片的变形‚这种变形后的硅-蓝宝石敏感单元‚其电桥输出可以改变‚变化幅度与被测压力成正比。
该传感器电路可以保证应变电桥电路的供电‚并将应变电桥不平衡信号的统一的电子输出信号(0 - 5‚4 - 20mA或0 - 5V)。在一定的压力变送器和变化提供中心‚蓝宝石薄片‚与陶瓷基板玻璃焊料极连接在一起‚发挥作用的弹性部分‚被测压力转化为应变计的变形‚从而达到压力调查目标。
第五‚压电压力传感器原理及应用
在压电传感器主要采用压电材料包括石英‚钾酒石酸钠和磷酸二氢胺。石英(二氧化硅)是一种天然水晶的压电效应‚发现在这种晶体‚在一定温度范围内‚压电性质一直存在‚但后温度超过这个范围‚压电性质完全消失(高温所谓的“居里”)。因为随着应力变化的电场变化小(还说‚压电系数比较低)‚因此逐渐取代其他压电石英晶体。但酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数‚但它只能才可以申请在室温和湿度很低的环境。磷酸二氢胺属于人造水晶‚能承受较高的温度和湿度很高‚因此已经得到广泛的应用。
