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压力传感器在选择时必须考虑的内部因素

时间:2022-09-24 点击次数:

选择压力传感器时,必须考虑传感器的内部因素。

在工业制造项目中,我们经常遇到许多问题,其中之一是我们应该选择哪种类型的传感器、传感器的属性要求、尺寸和材料要求?让我们准确分析压力传感器在选择时必须考虑的内部因素:

用途:

1.压力传感器可分为绝对压力、相对压力和大气压差。当测量绝对压力时,传感器本身具有与大气压力无关的真空参考压力。大气的相对压力以大气压力为参考压力,因此传感器弹性膜的一侧始终与大气相连。由于大气压力与地面高度、四季蒸气含量、不同位置和各种气体含量有关。因此,测量的相对压力与上述因素有关。此外,流体压力可以从传感器弹性膜的两侧引导,以确定不同位置或流体之间的差异。

2.压力范围:

压力传感器的应用范围是分级的。这是因为压力传感器的弹性膜受流体压力的限制。这通常被称为耐压极限。如果超过这个极限,弹性膜就会破裂。一般来说,每个传感器的过压能力为20%-300%。因此,产品手册中最大的压力范围是耐压范围的330%-80%。

在选择压力量程时,应考虑三个因素:

换句话说,传感器的最大过压能力和精度范围以及价格和压力范围之间的关系。

在静压和动压方面,传感器的最大过压能力差异很大。后者通常有冲击压力,甚至是冲击波。冲击压力远高于静压。若选择的最大工作压力范围为静压,则传感器在承受动压时应选择较大的过压能力。否则,冲击压力容易达到极限耐压性,损坏压力传感器。

精度与压力范围的关系。影响传感器精度的重要指标是热零点漂移、热灵敏度漂移系数和非线性误差。对于同一压力传感器,热灵敏度系数和非线性误差随工作压力的增加而增加。因此,增加工作压力有助于减少热零点漂移,而不是热灵敏度漂移和非线性误差。当热零点漂移相对较大时,增加工作压力范围有助于提高压力传感器的精度。热零点漂移相对较小,降低工作压力范围有利于提高精度。灵敏度因压力范围而异。传感器在低压范围内的灵敏度和高分辨率自然很高。

一般来说,013-1MPa的压力传感器比较便宜,011MPa以下或1MPa以上的压力传感器比较贵。在测量2-3kpa压力时,可购买10-50kpa压力传感器。特别是当用户自行设计和选择补偿电路时,可以进一步提高精度。这样可以大大降低成本。一般来说,高质量的压力传感器可以达到100MV/10V。若压力范围仅为一半,则相应输出仅为50MV/10V。因此,最大工作范围应尽可能接近产品手册中规定的压力传感器范围。

3.传感器精度

压力传感器可自动控制压力测量元件或敏感元件。特别是对于以前的使用,它提出了相对较高的精度要求。由于半导体芯片制成的压力传感器的精度受温度影响,因此应注意传感器的温度范围。

静态精度是指在特定温度(室温25℃)下应达到的精度。可分为四类:010%-011%S为超高精度:001%-1%为高精度:1%-2%为普通精度;2%-2%-10%低精度。

全温范围精度是指压力传感器在整个使用温度范围内应达到的精度。

对于用户来说,他们通常希望压力传感器的精度越高越好。然而,当压力传感器达到高精度时,必须在生产过程中增加大量的额外技术、学校复合技术和补偿技术,并增加相应的成本。当然,它的价格也大大提高了。因此,应根据压力传感器的实际应用和要求,提出合理的精度要求和相应的温度范围。

4.电压要求:

一般来说,普通压力传感器的输出为模拟信号,近距离全输出电压可达100-150MV,输出电流可达0-0101ma。远程输出信号的电压会下降,应使用电流信号输出。压力变送器放大电流后,可输出低于20ma的电流信号。此外,数字信号和频率信号只能在A/D和V/F转换后获得。恒流源和恒压源是传感器常用的两种激励源。这两种激励方式是不同的。激励恒流源有利于补偿热敏漂移。

由于桥臂电阻的温度系数为正,而灵敏度温度系数为负。输出信号电压的温度系数是两者的代数和代数。恒压激励不能直接提供敏感温度补偿。然而,当使用恒压源激励时,热敏电阻或二极管可以连接到桥外,以补偿热敏漂移。使用恒流源激励时,这种灵敏度补偿方法不起作用。不能随意交换恒压源激励和恒流源激励。精度测量通常采用恒流源激励。在恒压源激励过程中,测量精度取决于恒压源稳压装置的精度。

可分为比例激励和固定激励。前者是直接连接到电源的压力传感器电桥。当电源发生变化时,压力传感器的灵敏度和零点发生变化。后者有参考电压和参考电压激励压力传感器桥。参考电压恒定,与电源电压无关。只要指定电压范围内的电源电压发生变化,参考电压保持不变。因此,传感器的输出保持不变,不受电源电压的影响。

压力传感器可以通过电池供电,但直流电压稳定供电技术更为常见。电池供电时噪音较低,但随着电池的使用,电源电压逐渐降低,特别是当传感器受到比例激励时。这将导致读数不准确。因此,在测量压力时,应采用补偿法(如压力传感器和A/D转换器共用电池)或低功耗、小电流、长寿命电池或连接电源。测量后,关闭电池以节省电能。更换新电池后,需要重新校准压力传感器。这是因为不同品牌的电池有不同的电位和内阻。桥梁激励电压的变化会导致灵敏度的变化。

5.压力密封要求:

橡胶垫(或O环)、环氧树脂、聚四氟乙烯垫、锥孔、管螺纹及焊接常用压力密封材料。压力传感器的工作温度范围由密封材料决定。


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