壓力傳感器工作原理
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壓力傳感器的工作原理是將外界施加在感應元件上的壓力轉換爲電信號輸出。
1 、應變片壓力傳感器原理
力學傳感器的種類繁多,如電阻應變片壓力傳感器、半導體應變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。
電阻應變片是一種將被測件上的應變變化轉換成爲一種電信號的敏感器件。電阻應變片應用最多的是金屬電阻應變片和半導體應變片兩種。通常是將應變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產生力學應變基體上
當基體受力發生應力變化時,電阻應變片也一起產生形變,使應變片的'阻值發生改變,從而使加在電阻上的電壓發生變化。一般這種應變片都組成應變電橋,並通過後續的儀表放大器進行放大,再傳輸給處理電路(通常是A/D 轉換和CPU )顯示或執行機構。
2 、陶瓷壓力傳感器原理
陶瓷壓力傳感器 壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片產生微小的形變,厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面,連接成一個惠斯通電橋(閉橋),由於壓敏電阻的壓阻效應,使電橋產生一個與壓力成正比的電壓信號。
3 、擴散硅壓力傳感器原理
工作原理:被測介質的壓力直接作用於傳感器的膜片上(不鏽鋼或陶瓷),使膜片產生與介質壓力成正比的微位移,使傳感器的電阻值發生變化, 用電子線路檢測這一變化,並轉換輸出一個對應於這一壓力的標準測量信號。
4 、藍寶石壓力傳感器
利用應變電阻式工作原理,採用硅- 藍寶石作爲半導體敏感元件,具有良好的計量特性。
5 、壓電壓力傳感器原理
壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英(二氧化硅)是一種天然晶體,壓電效應就是在這種晶體中發現的,在一定的溫度範圍之內,壓電性質一直存在
但溫度超過這個範圍之後,壓電性質完全消失(這個高溫就是所謂的 “居里點”)。由於隨着應力的變化電場變化微小(也就說壓電係數比較低),所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。
壓力傳感器通常由壓力敏感元件和信號處理單元組成,按不同測試壓力類型,壓力傳感器可以分爲表壓傳感器、差壓傳感器和絕壓傳感器。若根據結構與原理不同來劃分,可分爲:壓阻式、壓電式、電容式、應變式、振頻式、光電式、超聲式壓力傳感器等。
壓力傳感器的應用:
1、在液壓系統中的應用:壓力傳感器在液壓系統中主要是來完成力的閉環控制。當控制閥芯突然移動時,在極短的時間內會形成幾倍於系統工作壓力的尖峯壓力。
2、在注塑模具中的.應用:壓力傳感器可被安裝在注塑機的噴嘴、熱流道系統、冷流道系統和模具的模腔內,它能夠測量出塑料在注模、充模、保壓和冷卻過程中從注塑機的噴嘴到模腔之間處的塑料壓勵。
無論你是駕駛汽車還是飛機,壓力檢測都是日常生活的重要部分,與此同時,由於壓力是對於參照值而計量,因此不同的基準,壓力值也是變化的,正壓和負壓的過壓檢測反映的是測量壓力與相應的大氣壓的差值,因此大部分的檢測裝置與大氣壓必須通過某種方式連通,壓力類型包括相對壓力,過壓以表壓三種類型以不同的標準來記錄壓力值。
對於50 bar 以上的壓力檢測, 壓力值是以當地大氣壓爲基準的, 這也就是我們所瞭解的表壓傳感器。大氣壓的'變化對於高壓檢測來說並不影響它的檢測精度。另外, 絕對壓力是針對無壓空間而言的, 也就是真空狀態
實際上, 你如果去掉傳感器的大氣壓爲基準, 將它氣體密封, 所產生的真空等級對測量的精度起到決定性的影響, 例如, 絕壓也用來預報天氣情況, 在工業場合, 絕壓檢測主要應用於氣體的壓力和溫度補償。
差壓的過程壓力檢測即是以傳感器另一側參考壓力爲基準的,差壓可實現容器液位, 流量以及泄漏的檢測, 當採用差壓去完成流量檢測, 你必須瞭解差壓值與流體的流速也就是流量是成一定比例的。有時候,差壓與管道中的臨界靜壓形成很小的對比。
壓力可通過各種測量元件進行檢測,大部分壓力傳感器將測量出的壓力轉換爲應變力,與電感式和電容式接近開關相比,壓力值可頻繁顯示還可轉換爲模擬量輸出信號,對於壓力感應來說,測量值只受溫度影響而不受密度,粘度以及化學屬性的影響。
總體上,有兩種測量類型,直接與間接測量,直接測量是檢測作用在物體表面的力,壓力補償,U型管和斜管壓力計都是基於此原理進行測量的,所有的移動設備用在實驗室場合
只有一小部分醫生使用水銀柱來測量血壓,儘管壓力補償通常被認爲不穩定,不精確,但在一些理想的測試環境下仍做爲主要標準,這些傳感器已經完全脫離了工業應用。
另外完全不同的測量原理就是間接測量,爲產生與壓力成比例的信號,這種傳感器的輸出主要取決於不同的介質作用,它將壓力的變化轉換成位移並顯示,這種要求可以通過壓力錶實現。因此典型的機械式壓力計依然在一些場合使用,但基於此種使用方式,機械式逐漸被電子式所代替。
對於電子式的壓力檢測,製造商採取各種不同的技術將壓力信號轉換電子信號,其中最主要的技術是應變式,壓電式,電容式
電感式以及諧振式,產生的信號需要被放大以及線性化,電子式壓力傳感器最大優勢是精度高,重複性高和對於高水平系統的靈活連接。
圖爾克產品組合
圖爾克爲工控行業內的各種應用提供各種類型的產品和服務,除了用於檢測氣體和真空,體積小的PK系列壓力傳感器,圖爾克還提供了基於壓電陶瓷膜片原理,用於氣體和液位檢測的PS系列傳感器
這種傳感器具備堅固的外殼,四位七段數字顯示,輸出方式可選開關量和模擬量;PC-M系列產品帶壓鑄式外殼,四位七段數顯和不鏽鋼過程連接,PT系列產品不鏽鋼外殼,二線制,模擬量輸出,PC系列帶壓鑄式外殼,4位7段數顯,不鏽鋼過程連接
PT系列不鏽鋼外殼,二線制,模擬量輸出,PC系列開關點由客戶要求定製,不同系列的傳感器,測量精度在0.3-2%之間。
圖爾克用於液壓系統的PS300系列壓力傳感器產品,壓力量程-1.600bar,以高等級的過壓保護爲顯著特點,高精度0.3%
另外PS300爲所有量程範圍提供了三路輸出信號,而且它不僅支持VDMA菜單結構而且符合I/Olink通信協議,金屬密封圈用來保證可靠的過程連接。
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