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廣州市斯巴拓電子科技有限公司

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壓力傳感器壓力變送器的工作原理與應(yīng)用

發(fā)布日期:2020-09-09 作者: 點(diǎn)擊:

  它需要測(cè)量各種類(lèi)型的功率和工業(yè)上的非電氣物理目標(biāo),例如電流(AD),電壓(VD),功率(WD),頻率(FD),溫度(TT),重量(LD),位置(PT),壓力速度(RT),角度需要轉(zhuǎn)換成接收到的DC模擬電信號(hào),可以傳輸?shù)骄嗫刂剖一蝻@示設(shè)備幾百米的地方。這將被測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)換成直流信號(hào),可以將被傳輸?shù)脑O(shè)備稱(chēng)為發(fā)射機(jī)。工業(yè)上通常分為電力變送器(通用型號(hào),例如:GP/FP系列,S3/N3系列,STM3系列等)和非電力變送器。


  傳統(tǒng)發(fā)射機(jī)輸出直流信號(hào)0-5V,0-10V,1-5V,0-20mA,4-20mA等,是目前最廣泛用于傳輸4?20mA模擬電流的信號(hào)。業(yè)界使用最廣泛的模擬量傳輸4?20mA電流。當(dāng)前信號(hào)的原因不容易受到干擾。而且電流源的內(nèi)部電阻是無(wú)限的,與環(huán)路串聯(lián)的引線電阻不影響普通雙絞線可以傳輸數(shù)百米的精度。20mA的上限不足以點(diǎn)燃?xì)怏w防爆要求:20mA的電循環(huán)會(huì)切斷火花能量。下限不取0mA是因?yàn)檎9ぷ鲿r(shí)間才能能夠檢測(cè)到斷路:不小于4mA,當(dāng)傳輸線故障斷路器時(shí),回路電流減小到0。通常取2mA斷路報(bào)警值。電流變送器將物理量轉(zhuǎn)換為4?20mA電流輸出,勢(shì)必需要有外部電源為其供電。


壓力傳感器壓力變送器的工作原理與應(yīng)用


  最典型的變送器需要兩根電源線,再加上兩條電流輸出線來(lái)接管總共四根線,稱(chēng)為四線變送器。當(dāng)然,電流輸出和電力公用事業(yè)的一條線(公共VCC或GND)可以節(jié)省一條線,稱(chēng)為三線制變送器。實(shí)際上,您可能已經(jīng)注意到,可以考慮使用4-20mA電流變送器電源本身,如圖1C所示。變送器電路相當(dāng)于一個(gè)特殊的負(fù)載,特別之處在于變送器傳感器輸出的電流消耗在4?20mA之間變化。顯示儀器只需在電路中串即可。變送器簡(jiǎn)單地是外部?jī)删€制,這稱(chēng)為兩線制變送器。工業(yè)電流環(huán)路標(biāo)準(zhǔn)的下限為4mA,因此只要在量程范圍內(nèi),變送器至少要有4mA的電源。這樣就可以設(shè)計(jì)兩線制傳感器。


  在工業(yè)應(yīng)用中,測(cè)量點(diǎn)通常在現(xiàn)場(chǎng),顯示設(shè)備或控制設(shè)備通常在控制室或控制柜中。兩者之間的距離可能是幾十到幾百米。在一百米的距離處,無(wú)需使用兩根電線就意味著成本降低了將近一百!因此,在實(shí)際使用中的兩線制傳感器得到越來(lái)越多的應(yīng)用。編輯本段來(lái)確定發(fā)射機(jī)市場(chǎng)化生產(chǎn)的真實(shí)性,由于競(jìng)爭(zhēng)激烈而加劇,真假的優(yōu)缺點(diǎn)很難確定,由于發(fā)射機(jī)邊緣的學(xué)科,許多設(shè)計(jì)師的作品比這奇怪,有些制造商的產(chǎn)品行業(yè)水平與民用商業(yè)級(jí)指標(biāo)混淆(工業(yè)級(jí)價(jià)格是民用商業(yè)級(jí)產(chǎn)品價(jià)格的2-3倍),有些制造商的產(chǎn)品可以使LM324和LM431發(fā)送器幾毛錢(qián),不相信,那你就打開(kāi)看看吧買(mǎi)了幾百元的不是LM324和LM431,給這樣的發(fā)射機(jī)送你,你敢用歐姆。


  筆者嘗試以0.5精度的電流和電壓變送器為例,從以下方法著手,以告訴利弊。


 ?。?)基準(zhǔn)要穩(wěn)定,4mA對(duì)應(yīng)的輸入零基準(zhǔn)基線不穩(wěn)定,再談一下冷啟動(dòng)涌三點(diǎn)線性精度如何,4mA零漂移變化不超過(guò)4.000mA0.5%;(即3.98-4.02mA),負(fù)載上250Ω的壓降在0.995-1.005V上,國(guó)外的IC心片帶隙基準(zhǔn)價(jià)格更高,每變化一度的溫度漂移系數(shù)為10ppm;


  (2)電路內(nèi)總電流消耗<4mA加上調(diào)諧后等于4.000mA,有源整流濾波放大器的恒流電路不是由于原邊輸入變化而導(dǎo)致的電流消耗隨國(guó)外恒流電源IC的變化而變化;


 ?。?)當(dāng)工作電壓24.000V滿量程20.000mA時(shí),滿量程20.000mA的讀數(shù)不會(huì)因負(fù)載的變化而變化-700Ω;變化不超過(guò)20.000mA0.5%;


  (4)滿量程20.000mA時(shí),負(fù)載250Ω滿量程20.000mA時(shí),讀數(shù)不因工作電壓15.000V-30.000V的變化而變化;變化不超過(guò)20.000mA0.5%;


 ?。?)當(dāng)初級(jí)側(cè)過(guò)載時(shí),輸出電流不超過(guò)25.000mA+10%或以下,否則對(duì)于具有24V工作電源和A/D輸入鉗位電路的PLC/DCS變送器會(huì)因功耗過(guò)大而損壞,另一個(gè)發(fā)射極跟隨器內(nèi)的發(fā)射器輸出油功率太大損壞,沒(méi)有A/D輸入鉗位電路遭受更多;


 ?。?)當(dāng)24V的工作電壓接反變送器時(shí)不得損壞,必須具有極性保護(hù);


 ?。?)兩線之間由于雷擊而引起的浪涌電壓超過(guò)24V的鉗位,不得損壞變送器;一般兩線之間并聯(lián)1-2只TVS瞬態(tài)保護(hù)二極管1.5KE,每隔20秒抑制一次,正負(fù)脈沖間隔沖擊20ms脈沖寬度,瞬態(tài)沖擊功率1.5KW-3KW;


 ?。?)產(chǎn)品標(biāo)簽線性絕對(duì)誤差為0.5%或相對(duì)誤差,可根據(jù)以下方法一目了然:符合以下指標(biāo)的真正線性度為0.5%。初級(jí)側(cè)輸入零輸出4mA正負(fù)0.5%(3.98-4.02mA),在10%壓降下負(fù)載250Ω0.995-1.005V初級(jí)側(cè)輸入輸出5.6mA正負(fù)0.5%(5.572-5.628mA)負(fù)壓在250歐姆8mA正負(fù)0.5%(7.96-8.04mA)1.393-1.407V初級(jí)側(cè)輸入25%輸出負(fù)載上250Ω在壓降50%1.990-2.010V初級(jí)側(cè)輸入輸出12mA正負(fù)0.5%(11.94-12.06mA2.985-3.015V)負(fù)載250Ω初級(jí)輸入輸出上的壓降16mA正負(fù)0.5%(15.92-16.08mA75%)負(fù)載250Ω壓降3.980-4.020V初級(jí)側(cè)損失100%輸出20mA正負(fù)0.5%(19.90-20。10mA)負(fù)載在4.975-5.025V上下降了250Ω


  (9)到初級(jí)側(cè)的輸入電流極限必須設(shè)定:初級(jí)側(cè)輸入所包含的輸出過(guò)電流極限大于125%25mA+10%(25.00-27.50mA)負(fù)載250Ω上的壓降為6.250-6.875V;


 ?。?0)感應(yīng)浪涌電壓超過(guò)24V(帶或不帶鉗)的區(qū)別:兩線端口的輸出和一個(gè)AC50V指針表頭,將AC50V連接到兩根線,以立即接觸兩線輸出端口,以查看是否鉗位,鉗制多少伏特可以瞥見(jiàn)朋友;


  (11)有無(wú)極性保護(hù)辨別:Ω乘以10K文件的萬(wàn)用表正負(fù)測(cè)量線輸出端口,始終有Ω無(wú)限時(shí)電阻,有極性保護(hù);


  (12)承諾延長(zhǎng)輸出電流的短路保護(hù):一次側(cè)輸入負(fù)載,100%或大于125%-200%的250Ω短路過(guò)載,測(cè)量短路保護(hù)極限為25mA+10%;


 ?。?3)工業(yè)級(jí)和尊貴的民用商業(yè)級(jí):工業(yè)級(jí)工作溫度范圍是-25度至+70度,每單位變化的漂移系數(shù)為100ppm,即溫度每度變化1度,精度變化為十分之一;民用商業(yè)級(jí)工作溫度范圍是0度(或-10度)至+70度(或50度),每單位溫度漂移系數(shù)變化250ppm,每度溫度變化1度精度改變?yōu)?;電流和電壓變送器的漂移系數(shù)可以通過(guò)比較繁瑣的培養(yǎng)箱或高溫箱來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。


  在以上13種方式中,可以使用相同的方式來(lái)區(qū)分其他發(fā)送器的是非。


  1.精度:優(yōu)于0.5%;


  2.非線性失真:優(yōu)于0.5%;


  3.額定工作電壓:+24V±20%,極限工作電壓:≤35V;


  4功耗:靜態(tài)4mA,動(dòng)態(tài),等于環(huán)路電流,內(nèi)部限制25mA+10%;


  5.額定輸入:5A。。。。。。1KA(38規(guī)格);


  6.穿芯孔直徑:8,9,12,20,25,30mm;


  7.輸出形式:兩線制DC4~~20mA;


  8.輸出電流漂移系數(shù):≤50ppm/°C;


  9.響應(yīng)時(shí)間:≤100mS;


  10.輸入/輸出絕緣隔離強(qiáng)度:>AC3000V,1min1mA;


  11輸出負(fù)載電阻:RL=V+-10V/0.02(Ω);注意:(1)標(biāo)準(zhǔn)V+24V時(shí)的負(fù)載阻抗為700Ω;(2)RL=250Ω轉(zhuǎn)換電阻1?5V+兩條傳輸線的銅電阻。12.輸入過(guò)載保護(hù):30次1min;13路輸出過(guò)流限流保護(hù):內(nèi)部限流25mA+10%;注意:(1)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)輸出過(guò)流限流保護(hù):內(nèi)部限流25mA+10%;(2)可按客戶(hù)要求:內(nèi)部極限22mA+10%,24mA+10%。14個(gè)兩線端口瞬態(tài)雷電浪涌電流TVS抑制保護(hù):TVS抑制沖擊電流35A/20ms/1.5KW;15兩線端口設(shè)置+24V電源反極性保護(hù);16個(gè)輸出電流長(zhǎng)的短路保護(hù)極限;內(nèi)部極限25mA+10%;17工作環(huán)境:-40°C-80°C,10%-90%RH;18.儲(chǔ)存溫度:-50°C至-85°C;19.執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):GB/T13850-1998;20系列型號(hào),規(guī)格,接線圖,產(chǎn)品外觀,產(chǎn)品照片,安全注意事項(xiàng)。八。說(shuō)明某品牌工業(yè)級(jí)0.5精度電流變送器的主要特征是什么?1用于電源自動(dòng)化50/60HzAC電流測(cè)量設(shè)計(jì)的TrueRMS兩線制變送器;2.單匝穿孔穿芯結(jié)構(gòu),電流互感器和電流互感器兩部分組合設(shè)計(jì);3.具有六項(xiàng)綜合保護(hù)功能:(1)輸入過(guò)載保護(hù);(2),輸出過(guò)流限制保護(hù);(3),輸出電流大,長(zhǎng)時(shí)間短路保護(hù);(4),兩線端口瞬時(shí)狀態(tài)雷電浪涌電流TVS抑制保護(hù);(5),過(guò)壓限位保護(hù)≤35V工作電源;(6),工作電源,反極性保護(hù)。4條兩線輸出接線是當(dāng)前模擬串行輸出中最先進(jìn)的,具有六大優(yōu)勢(shì);(1),不易受寄生熱電偶和沿導(dǎo)線電阻的壓降和溫度漂移的影響,可以很便宜地獲得更細(xì)的雙絞線;(2),當(dāng)電流源的輸出電阻足夠大時(shí),由磁場(chǎng)傳感器耦合到導(dǎo)線環(huán)路內(nèi)的電壓,不會(huì)產(chǎn)生明顯的影響,因?yàn)橛呻娏饕鸬母蓴_很小,一般使用雙絞線就能減少干擾;(3)電容抗干擾電阻大約會(huì)導(dǎo)致誤差,接收器的4-20mA兩線制環(huán)路電阻通常為250Ω(采樣Uout=5V),小電阻不足以產(chǎn)生明顯的誤差,因此,允許線長(zhǎng)比電壓遙測(cè)系統(tǒng)更長(zhǎng)。(4),每次可以在不同通道之間的電纜長(zhǎng)度中攜帶單個(gè)顯示設(shè)備或記錄設(shè)備進(jìn)行訪問(wèn),而不是因?yàn)殡娎|長(zhǎng)度介于精度之間;(5),4mA為零電平,這樣判斷輸送線是否開(kāi)路或傳感器是否損壞(0mA狀態(tài))非常方便。(6),在兩線制輸出端口上容易添加防浪涌,防雷裝置,有利于安全的防雷爆炸。5.前副邊高度絕緣隔離;6高可靠性,高穩(wěn)定性,高性?xún)r(jià)比;7.特別適用于發(fā)電機(jī),電動(dòng)機(jī),低壓配電柜,空調(diào),風(fēng)扇,路燈等負(fù)載電流的智能監(jiān)控系統(tǒng)。8個(gè)超低功耗,單個(gè)靜態(tài)0.096W,滿量程功耗為0.48W,在輸出電流限制功耗之內(nèi)為0.6W


  壓力變送器原理


  電容式壓力變送器原理


  ,電容壓力變送器對(duì)于完成壓力/電容轉(zhuǎn)換室感應(yīng)元件和電容器的轉(zhuǎn)換非常重要,該電容轉(zhuǎn)換兩線制4-20mA電子電路板,并且當(dāng)來(lái)自測(cè)量室兩側(cè)(或一側(cè))的過(guò)程壓力施加時(shí)通過(guò)硅油填充流體傳輸腔室膜片的重心到隔離膜片,該膜片的重心是張緊的膜片邊緣,在壓力作用下,發(fā)生相應(yīng)的位移,該位移構(gòu)成了差分電容的變化,并且經(jīng)驗(yàn)豐富的電子電路板調(diào)理,沖擊范圍小,轉(zhuǎn)換為4-20mA信號(hào)輸入,輸入電流與過(guò)程壓力成反比,以分散硅壓力變送器的原理和所測(cè)得的介質(zhì)壓力間接影響傳感器膜片(不銹鋼或陶瓷),從而使膜片的微位移與壓力成反比因此,傳感器的電阻值改變,并且電子電路檢測(cè)改變,并且將與該壓力相對(duì)應(yīng)的測(cè)量信號(hào)的規(guī)格轉(zhuǎn)換為輸入。并轉(zhuǎn)換輸入對(duì)應(yīng)于該壓力的測(cè)量信號(hào)的規(guī)格。并轉(zhuǎn)換輸入對(duì)應(yīng)于該壓力的測(cè)量信號(hào)的規(guī)格。


  陶瓷的壓力變送器的原理和液體的傳遞,是陶瓷膜片出現(xiàn)壓力前的間接作用,膜片發(fā)生巨大變形,厚膜電阻印刷在陶瓷膜片壓力變送器的背面,采用防腐蝕,收斂成惠斯登電橋(閉合電橋),由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng),使電橋發(fā)生高度線性且與壓力成反比,并且激勵(lì)電壓也與電壓信號(hào)成反比,規(guī)格信號(hào)根據(jù)壓力而不同標(biāo)定氣體過(guò)程2.0/3.0/3.3mV/V可以兼容應(yīng)變傳感器。


  傳感器經(jīng)過(guò)激光校準(zhǔn)后具有高溫穩(wěn)定性和力矩穩(wěn)定性,傳感器具有從0到70°C的溫度補(bǔ)償,并能間接間接接觸。


  陶瓷是公認(rèn)的高彈性,耐腐蝕性,耐磨性,沖擊和振動(dòng)性。陶瓷具有熱固性,是一種厚膜電阻器,能夠使其在高達(dá)-40至135°C的溫度場(chǎng)中工作,并具有高精度的測(cè)量和高的耐用性。電氣絕緣等級(jí)>2kV輸入信號(hào),暫時(shí)穩(wěn)定。低成本陶瓷傳感器的高特性將是向壓力變送器的方向發(fā)展,一種傾向是替代歐美其他類(lèi)型的傳感器,在中國(guó),越來(lái)越多的玩家使用陶瓷傳感器代替分散硅壓力變送器。


  被測(cè)介質(zhì)壓力變送器將兩個(gè)壓力輸入到高通,低壓室中,作用在隔離膜兩側(cè)的δ成分(即敏感元件)的作用是通過(guò)隔離膜轉(zhuǎn)移并填充溶液成分來(lái)測(cè)量薄膜雙方。測(cè)量膜片和絕緣片兩側(cè)的電極各由一個(gè)電容器組成。當(dāng)兩邊的壓力不一致時(shí),導(dǎo)致測(cè)量膜片產(chǎn)生位移,該位移的量與壓力差成正比,因此兩邊的電容不會(huì)等待,轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號(hào)振蕩和解調(diào)鏈路。


  壓力變送器與絕對(duì)壓力變送器和差壓變送器的工作原理相同,不同之處在于低壓腔壓力是大氣壓或真空。


  A/D轉(zhuǎn)換器將解調(diào)器的電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),其值被微處理器用來(lái)確定輸入壓力值。微處理器控制變送器。另外,傳感器線性化。重置測(cè)量范圍。工程單位轉(zhuǎn)換,阻尼,處方,傳感器調(diào)整操作以及診斷和數(shù)字通信。微處理器有16個(gè)字節(jié)的程序RAM,以及三個(gè)16位計(jì)數(shù)器,其中之一是A/D轉(zhuǎn)換。D/A轉(zhuǎn)換器通過(guò)對(duì)微處理器的調(diào)諧數(shù)據(jù)進(jìn)行校正后的數(shù)字信號(hào),可用發(fā)射機(jī)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在EEPROM中,即使在關(guān)閉電源后也保持不變。變送器的數(shù)字通信線提供與外部設(shè)備(例如275智能通信器或HART協(xié)議控制系統(tǒng))的連接接口。該線路檢測(cè)數(shù)字信號(hào)疊加在4-20mA信號(hào)上,并通過(guò)環(huán)路傳輸所需的信息。


  通信類(lèi)型是頻移鍵控FSK技術(shù)和基本的BeII202標(biāo)準(zhǔn)。用途:壓力變送器,用于測(cè)量氣體,液體和蒸汽參數(shù)的壓力,體積和絕對(duì)壓力,然后將其轉(zhuǎn)換為4-20mA.DC的信號(hào)輸出。壓力變送器包括GP型(表壓)和AP型(絕壓)兩種。GP和AP以及智能變焦板的組合,可以構(gòu)成智能壓力變送器,它們可以通過(guò)HART協(xié)議手動(dòng)操作員相互通信,以設(shè)置和監(jiān)視GP壓力變送器的δ室,一側(cè)接受測(cè)得的壓力信號(hào),另一面穿過(guò)且因此可將大氣壓力用于壓力或負(fù)壓的測(cè)量表中AP絕對(duì)壓力變送器δ室一側(cè)接受測(cè)得的絕對(duì)壓力信號(hào),而另一側(cè)封閉在高真空基準(zhǔn)室中,它可以測(cè)量排氣系統(tǒng),蒸餾塔,蒸發(fā)器和結(jié)晶器的絕對(duì)壓力等!原理:用過(guò)的,電容性的,共振的光束擴(kuò)散灑硅的幾種原理!


  電容式壓力變送器主要由壓力電容轉(zhuǎn)換室感應(yīng)元件和電容器轉(zhuǎn)換兩線制4-20mA電子線路板組成!當(dāng)將來(lái)自測(cè)量室兩側(cè)(或側(cè)面)的過(guò)程壓力施加到隔離膜片時(shí),硅油填充液會(huì)擴(kuò)散到測(cè)量室的中心,膜片,膜片的中心膜片邊緣張力,在壓力下產(chǎn)生相應(yīng)的位移時(shí),位移形成差分電容變化!并調(diào)節(jié)電子線路板,防震和變焦!轉(zhuǎn)換成4-20mA信號(hào)輸出!輸出電流與過(guò)程壓力成正比!可以將壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的度數(shù)可以稱(chēng)為“壓力變送器”,它太多了,每個(gè)都有其特定的工作,從毫克的測(cè)量范圍一直到N噸都是如此具體,您還可以說(shuō)說(shuō),強(qiáng)大的平衡變形(電阻應(yīng)變)等。簡(jiǎn)而言之,它們是輸出模擬電信號(hào),然后使用數(shù)字/模(A/D)轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量并與計(jì)算機(jī)連接。


  總的來(lái)說(shuō),許多類(lèi)型的變送器都是由變送器向二次儀表發(fā)送信號(hào)來(lái)顯示測(cè)量數(shù)據(jù)到二次儀表的。物理測(cè)量信號(hào)或普通電信號(hào)被轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出,可以通過(guò)通信協(xié)議設(shè)備輸出。一般分為:溫度/濕度變送器,壓力變送器,差壓變送器,液位變送器,電流變送器,功率變送器,流量變送器,重量變送器等。變送器-遵循物理定律(或?qū)嶒?yàn)數(shù)學(xué)模型)分為4-物理設(shè)備中20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生變化。


  變送器傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào):0/4-20mADC,1-5VDC,0-10VDc變送器:標(biāo)準(zhǔn)控制信號(hào)除傳感功能整形功能輸出外還有擴(kuò)大。:4-20mA常用壓力變送器原理及其在各種應(yīng)變片壓力變送器中的應(yīng)用機(jī)械傳感器的原理和應(yīng)用,例如電阻應(yīng)變片壓力變送器,半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力變送器,電阻式壓力變送器,感應(yīng)式壓力變送器,電容式壓力變送器,諧振式壓力變送器電容式加速度傳感器。但是使用最廣泛的是壓阻式壓力變送器,它具有非常低的價(jià)格,高精度和良好的線性特性。在這里,我們介紹這種類(lèi)型的傳感器。對(duì)于壓阻式壓力變送器,首先要認(rèn)識(shí)到電阻應(yīng)變計(jì)的這一要素。電阻應(yīng)變儀是將DUT上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)敏感設(shè)備。它是壓阻應(yīng)變變送器的主要部分。電阻應(yīng)變儀應(yīng)用金屬電阻應(yīng)變儀和半導(dǎo)體應(yīng)變儀兩種。金屬電阻應(yīng)變儀有絲狀應(yīng)變儀和金屬箔狀應(yīng)變儀兩種。通常是應(yīng)變計(jì)通過(guò)特殊的粘合劑緊密粘附在基板上產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)變中,電阻應(yīng)變計(jì)隨著基體變形而受力而產(chǎn)生的應(yīng)力發(fā)生變化,應(yīng)變計(jì)的電阻發(fā)生變化,從而改變電壓應(yīng)用于電阻器。首先認(rèn)識(shí)到電阻應(yīng)變計(jì)的這一要素。電阻應(yīng)變儀是將DUT上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)敏感設(shè)備。它是壓阻應(yīng)變變送器的主要部分。電阻應(yīng)變儀應(yīng)用金屬電阻應(yīng)變儀和半導(dǎo)體應(yīng)變儀兩種。金屬電阻應(yīng)變儀有絲狀應(yīng)變儀和金屬箔狀應(yīng)變儀兩種。通常是應(yīng)變計(jì)通過(guò)特殊的粘合劑緊密粘附在基板上產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)變中,電阻應(yīng)變計(jì)隨著基體變形而受力而產(chǎn)生的應(yīng)力發(fā)生變化,應(yīng)變計(jì)的電阻發(fā)生變化,從而改變電壓應(yīng)用于電阻。首先認(rèn)識(shí)到電阻應(yīng)變計(jì)的這一要素。電阻應(yīng)變儀是將DUT上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)敏感設(shè)備。它是壓阻應(yīng)變變送器的主要部分。電阻應(yīng)變儀應(yīng)用金屬電阻應(yīng)變儀和半導(dǎo)體應(yīng)變儀兩種。金屬電阻應(yīng)變儀有絲狀應(yīng)變儀和金屬箔狀應(yīng)變儀兩種。通常是應(yīng)變計(jì)通過(guò)特殊的粘合劑緊密粘附在基板上產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)變中,電阻應(yīng)變計(jì)隨著基體變形而受力而產(chǎn)生的應(yīng)力發(fā)生變化,應(yīng)變計(jì)的電阻發(fā)生變化,從而改變電壓應(yīng)用于電阻器。電阻應(yīng)變儀是將DUT上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)敏感設(shè)備。它是壓阻應(yīng)變變送器的主要部分。電阻應(yīng)變儀應(yīng)用金屬電阻應(yīng)變儀和半導(dǎo)體應(yīng)變儀兩種。金屬電阻應(yīng)變儀有絲狀應(yīng)變儀和金屬箔狀應(yīng)變儀兩種。通常是應(yīng)變計(jì)通過(guò)特殊的粘合劑緊密粘附在基板上產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)變中,電阻應(yīng)變計(jì)隨著基體變形而受力而產(chǎn)生的應(yīng)力發(fā)生變化,應(yīng)變計(jì)的電阻發(fā)生變化,從而改變電壓應(yīng)用于電阻器。電阻應(yīng)變儀是將DUT上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)敏感設(shè)備。它是壓阻應(yīng)變變送器的主要部分。電阻應(yīng)變儀應(yīng)用金屬電阻應(yīng)變儀和半導(dǎo)體應(yīng)變儀兩種。金屬電阻應(yīng)變儀有絲狀應(yīng)變儀和金屬箔狀應(yīng)變儀兩種。通常是應(yīng)變計(jì)通過(guò)特殊的粘合劑緊密粘附在基板上產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)變中,電阻應(yīng)變計(jì)隨著基體變形而受力而產(chǎn)生的應(yīng)力發(fā)生變化,應(yīng)變計(jì)的電阻發(fā)生變化,從而改變電壓應(yīng)用于電阻器。電阻應(yīng)變儀應(yīng)用金屬電阻應(yīng)變儀和半導(dǎo)體應(yīng)變儀兩種。金屬電阻應(yīng)變儀有絲狀應(yīng)變儀和金屬箔狀應(yīng)變儀兩種。通常是應(yīng)變計(jì)通過(guò)特殊的粘合劑緊密粘附在基板上產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)變中,電阻應(yīng)變計(jì)隨著基體變形而受力而產(chǎn)生的應(yīng)力發(fā)生變化,應(yīng)變計(jì)的電阻發(fā)生變化,從而改變電壓應(yīng)用于電阻器。電阻應(yīng)變儀應(yīng)用金屬電阻應(yīng)變儀和半導(dǎo)體應(yīng)變儀兩種。金屬電阻應(yīng)變儀有絲狀應(yīng)變儀和金屬箔狀應(yīng)變儀兩種。通常是應(yīng)變計(jì)通過(guò)特殊的粘合劑緊密粘附在基板上產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)變中,電阻應(yīng)變計(jì)隨著基體變形而受力而產(chǎn)生的應(yīng)力發(fā)生變化,應(yīng)變計(jì)的電阻發(fā)生變化,從而改變電壓應(yīng)用于電阻。通常是應(yīng)變計(jì)通過(guò)特殊的粘合劑緊密粘附在基板上產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)變中,電阻應(yīng)變計(jì)隨著基體變形而受力而產(chǎn)生的應(yīng)力發(fā)生變化,應(yīng)變計(jì)的電阻發(fā)生變化,從而改變電壓應(yīng)用于電阻。通常是應(yīng)變計(jì)通過(guò)特殊的粘合劑緊密粘附在基板上產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)變中,電阻應(yīng)變計(jì)隨著基體變形而受力而產(chǎn)生的應(yīng)力發(fā)生變化,應(yīng)變計(jì)的電阻發(fā)生變化,從而改變電壓應(yīng)用于電阻。


  這種應(yīng)變儀的電阻變化產(chǎn)生的力一般較小,一般這種應(yīng)變儀由應(yīng)變橋組成,并通過(guò)隨后的儀表放大器進(jìn)行放大,然后傳輸?shù)教幚黼娐罚ㄍǔJ茿/D轉(zhuǎn)換器和CPU)顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。圖1所示的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的金屬電阻應(yīng)變計(jì)是電阻應(yīng)變計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖,它由基體材料,金屬應(yīng)變片或箔的應(yīng)變,絕緣保護(hù)片和端接部分組成。根據(jù)不同的目的,電阻應(yīng)變儀的電阻可以由設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì),但應(yīng)注意電阻的取值范圍:電阻太小,所需的驅(qū)動(dòng)電流太大,而應(yīng)變計(jì)本身發(fā)燒,溫度過(guò)高,不同環(huán)境變化太大,以至于電阻應(yīng)變計(jì)的輸出零漂移歸零電路過(guò)于復(fù)雜。電阻太大,阻抗太高,來(lái)自外界的抗電磁干擾能力差。通常大約是幾十歐姆到幾千瓦。電阻應(yīng)變儀的工作原理金屬電阻應(yīng)變儀是吸附在基體材料上的應(yīng)變電阻,以電阻隨機(jī)械變形而變化的現(xiàn)象,稱(chēng)為電阻應(yīng)變效應(yīng)。金屬導(dǎo)體的電阻值可以用下式表示:ρ-金屬導(dǎo)體電阻率(Ω?Cm2/m)S-導(dǎo)體截面積(cm2)L-金屬導(dǎo)體的長(zhǎng)度(m)金屬線應(yīng)變電阻器,例如,金屬線受到外力作用時(shí)從上面的公式可以很容易地看出,其長(zhǎng)度和截面積將發(fā)生變化,其電阻值也將發(fā)生變化,如果金屬線因外力而伸長(zhǎng),則其長(zhǎng)度會(huì)增加,而截面積會(huì)減小,電阻值會(huì)增加。當(dāng)金屬線的長(zhǎng)度因外力壓縮而減小時(shí),橫截面增大,電阻值減小。只要將措施應(yīng)用于電阻的變化(通常用于測(cè)量電阻器兩端的電壓),就可以獲得應(yīng)變線應(yīng)變Love,陶瓷壓力傳感器的原理和防腐蝕的應(yīng)用,壓力變送器中沒(méi)有液體轉(zhuǎn)移,壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面,該膜片產(chǎn)生微小的變形,該厚膜電阻器印刷在陶瓷膜片的后表面,并與惠斯通相連電橋(閉合電橋),由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)產(chǎn)生與線性高度成比例的壓力,因此電橋與激勵(lì)電壓成正比,與電壓信號(hào)成正比,標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)信號(hào)的不同進(jìn)行校準(zhǔn)壓力范圍為2.0/3.0/3.3mV/V等,可以和應(yīng)變計(jì)傳感器相對(duì)兼容。激光校準(zhǔn),傳感器具有高溫穩(wěn)定性,時(shí)間穩(wěn)定性傳感器自帶0至70°C的溫度補(bǔ)償,與絕大多數(shù)媒體進(jìn)行直接聯(lián)系。陶瓷材料是公認(rèn)的高彈性,抗腐蝕,抗磨蝕,沖擊和振動(dòng)。-40至135°C的工作溫度范圍內(nèi)的陶瓷熱穩(wěn)定性能并能彌補(bǔ)厚膜電阻,而且還具有高精度的測(cè)量和高穩(wěn)定性。電氣絕緣度>2kV,輸出信號(hào)強(qiáng),長(zhǎng)期穩(wěn)定。高功能,低價(jià)格的陶瓷傳感器將成為壓力變送器的發(fā)展方向,是歐美其他類(lèi)型傳感器的全面替代產(chǎn)品,在中國(guó)越來(lái)越多的用戶(hù)也用陶瓷傳感器替代了硅壓力變送器。3,擴(kuò)散硅壓力變送器的原理和應(yīng)用原理是將測(cè)得的介質(zhì)壓力直接作用在傳感器膜片(不銹鋼或陶瓷)上,從而使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成比例的微位移,從而使傳感器的電阻值發(fā)生變化,并利用電子電路檢測(cè)到該變化,并轉(zhuǎn)換為輸出與該壓力相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量信號(hào)。藍(lán)寶石壓力傳感器的原理和應(yīng)用均采用抗應(yīng)變?cè)?,利用?藍(lán)寶石作為半導(dǎo)體敏感元件,具有無(wú)與倫比的測(cè)量特性。單晶絕緣體元件不會(huì)產(chǎn)生藍(lán)寶石,不會(huì)發(fā)生磁滯,疲勞和蠕變現(xiàn)象。藍(lán)寶石比硅要堅(jiān)固,且硬度較高,怕變形;藍(lán)寶石具有很好的柔韌性和絕緣性能(小于或等于1000OC),因此,使用硅-藍(lán)寶石敏感元件制造的半導(dǎo)體,即使在高溫條件下對(duì)溫度變化也不敏感,也具有良好的工作特性;藍(lán)寶石的高度抗輻射特性;此外,藍(lán)寶石半導(dǎo)體pn的硅敏感元件也因此漂移,從而從根本上簡(jiǎn)化制造工藝,提高可重復(fù)性并確保高產(chǎn)量。硅-藍(lán)寶石半導(dǎo)體敏感元件制造的壓力傳感器和變送器,在最?lèi)毫拥墓ぷ鳁l件下,可靠性高,精度高,溫度誤差很小,具有成本效益。由雙隔膜壓力傳感器和壓力變送器組成:測(cè)量膜片和鈦合金接收膜片。印有異質(zhì)外延應(yīng)變敏感電橋電路藍(lán)寶石片,焊接到鈦合金測(cè)量膜片上。測(cè)得的壓力被傳輸?shù)浇邮漳てń邮掌髂て丸F結(jié)實(shí)之間的測(cè)量膜片連接在一起)。在壓力下,接收膜片的鈦發(fā)生變形,在感知到硅-藍(lán)寶石敏感元件后變形,電橋輸出將發(fā)生變化,并且變化的幅度與測(cè)得的壓力成正比。傳感器電路能夠保證應(yīng)變橋電路的電源和應(yīng)變橋不平衡信號(hào)被轉(zhuǎn)換為均勻的電信號(hào)輸出(0-5,4-20mA或0-5V)。在絕對(duì)壓力傳感器和壓力變送器中,將藍(lán)寶石片,玻璃釬焊極與陶瓷底座連接在一起并起彈性元件的作用,將測(cè)得的壓力轉(zhuǎn)換為應(yīng)變片的變形,從而達(dá)到目的。壓力測(cè)量參照?qǐng)D5,壓電材料的主要用途的壓電傳感器的原理和應(yīng)用的壓電壓力傳感器包括石英,酒石酸鉀鈉和磷酸二氫銨。其中石英(二氧化硅)是天然晶體,在該晶體中發(fā)現(xiàn)壓電效應(yīng),在一定溫度范圍內(nèi)具有壓電特性,但在溫度超過(guò)此范圍后,壓電特性完全消失(高溫稱(chēng)為居里點(diǎn))。隨著應(yīng)力變化電場(chǎng)的變化很?。ㄒ卜Q(chēng)壓電系數(shù)相對(duì)較低),石英逐漸被其他壓電晶體取代。酒石酸鈉鉀具有很好的壓電性靈敏度和壓電系數(shù),但只能在相對(duì)較低的環(huán)境溫度和濕度環(huán)境下使用,磷酸二氫銨是人造晶體,能夠承受高溫和較高的濕度,因此得到了廣泛的應(yīng)用。也用于多晶,例如包括鈦酸鋇壓電陶瓷的壓電陶瓷,甲酸酯基壓電陶瓷,壓電效應(yīng)是鈮酸鉛鎂等的壓電陶瓷。壓電效應(yīng)是壓電傳感器的主要工作原理,壓電傳感器不能用于靜態(tài)測(cè)量,因?yàn)樵谑┘油饬蟪潆姾?,只能在電路中進(jìn)行具有無(wú)限的輸入阻抗只能保存。實(shí)際情況并非如此,因此決定對(duì)壓電傳感器只能測(cè)量動(dòng)態(tài)應(yīng)力。壓電傳感器主要用于測(cè)量加速度,壓力和力。壓電加速度傳感器是常用的加速度計(jì)。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,體積小,重量輕,使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。壓電加速度傳感器在飛機(jī),汽車(chē),輪船,橋梁和建筑物已得到廣泛的應(yīng)用,特別是在航空航天領(lǐng)域更具有特殊的地位。


  壓電傳感器也可以用于測(cè)量?jī)?nèi)燃機(jī)燃燒壓力的測(cè)量值和真空度的測(cè)量值。也可以用在軍事工業(yè)中,例如,用它來(lái)測(cè)量射擊時(shí)槍管和子彈在槍膛內(nèi)的壓力變化和槍口沖擊波的壓力。它可以用來(lái)測(cè)量較大的壓力,也可以用來(lái)測(cè)量微小的壓力。壓電傳感器也廣泛用于生物醫(yī)學(xué)測(cè)量,例如,心室導(dǎo)管下降阻尼器由壓電傳感器制成,可測(cè)量動(dòng)壓力,因此普通壓電傳感器的應(yīng)用非常廣泛


  

壓力傳感器壓力變送器的工作原理與應(yīng)用

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