德國(guó)賀德克原裝壓力傳感器的工作原理及安裝

壓力傳感器工作原理：

1、壓阻式壓力傳感器

電阻應(yīng)變片是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱(chēng)為電阻應(yīng)變效應(yīng)。

2、陶瓷壓力傳感器

陶瓷壓力傳感器基于壓阻效應(yīng)，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產(chǎn)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(gè)惠斯通電橋，由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的高度線(xiàn)性、與激勵(lì)電壓也成正比的電壓信號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)根據(jù)壓力量程的不同標(biāo)定為2.0/3.0/3.3mV/V等，可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。

3、擴(kuò)散硅壓力傳感器：

擴(kuò)散硅壓力傳感器工作原理也是基于壓阻效應(yīng)，利用壓阻效應(yīng)原理，被測(cè)介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上(不銹鋼或陶瓷)，使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發(fā)生變化，利用電子線(xiàn)路檢測(cè)這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量信號(hào)。

4、藍(lán)寶石壓力傳感器：

利用應(yīng)變電阻式工作原理，采用硅-藍(lán)寶石作為半導(dǎo)體敏感元件，具有的計(jì)量特性。因此，利用硅-藍(lán)寶石制造的半導(dǎo)體敏感元件，對(duì)溫度變化不敏感，即使在高溫條件下，也有著很好的工作特性;藍(lán)寶石的抗輻射特性*;另外，硅-藍(lán)寶石半導(dǎo)體敏感元件，無(wú)p-n漂移。

5、壓電式壓力傳感器：

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)榻?jīng)過(guò)外力作用后的電荷，只有在回路具有無(wú)限大的輸入阻抗時(shí)才得到保存。實(shí)際的情況不是這樣的，所以這決定了壓電傳感器只能夠測(cè)量動(dòng)態(tài)的應(yīng)力。

在選擇壓力傳感器的時(shí)候我們要考慮他的綜合精度，而壓力傳感器的精度受哪些方面的影響呢?其實(shí)造成傳感器誤差的因素有很多，下面我們注意說(shuō)四個(gè)無(wú)法避免的誤差，這是傳感器的初始誤差。

首先的偏移量誤差：由于壓力傳感器在整個(gè)壓力范圍內(nèi)垂直偏移保持恒定，因此變換器擴(kuò)散和激光調(diào)節(jié)修正的變化將產(chǎn)生偏移量誤差。

其次是靈敏度誤差：產(chǎn)生誤差大小與壓力成正比。如果設(shè)備的靈敏度高于典型值，靈敏度誤差將是壓力的遞增函數(shù)。如果靈敏度低于典型值，那么靈敏度誤差將是壓力的遞減函數(shù)。該誤差的產(chǎn)生原因在于擴(kuò)散過(guò)程的變化。

第三是線(xiàn)性誤差：這是一個(gè)對(duì)壓力傳感器初始誤差影響較小的因素，該誤差的產(chǎn)生原因在于硅片的物理非線(xiàn)性，但對(duì)于帶放大器的傳感器，還應(yīng)包括放大器的非線(xiàn)性。線(xiàn)性誤差曲線(xiàn)可以是凹形曲線(xiàn)，也可以是凸形曲線(xiàn)稱(chēng)重傳感器。

后是滯后誤差：在大多數(shù)情形中，壓力傳感器的滯后誤差*可以忽略不計(jì)，因?yàn)楣杵哂泻芨叩臋C(jī)械剛度。一般只需在壓力變化很大的情形中考慮滯后誤差。

壓力傳感器的這個(gè)四個(gè)誤差是無(wú)法避免的，我們只能選擇高精度的生產(chǎn)設(shè)備，利用優(yōu)良來(lái)降低這些誤差，還可以在出廠(chǎng)的時(shí)候進(jìn)行一定的誤差校準(zhǔn)，盡大的可能來(lái)降低誤差以滿(mǎn)足客戶(hù)的需要。

安裝問(wèn)題

正確安裝

通常高溫熔體壓力傳感器的損壞都是由于其安裝位置不恰當(dāng)而引起的，如果將傳感器強(qiáng)行安裝在過(guò)小的孔或形狀不規(guī)則的孔中，就有可能造成傳感器的震動(dòng)膜受到?jīng)_擊而損壞，選擇合適的工具加工安裝孔，有利于控制安裝孔的尺寸，另外，合適的安裝扭矩有利于形成良好的密封，但是如果安裝扭矩過(guò)高就容易引起高溫熔體壓力傳感器的滑脫，為防止這種現(xiàn)象發(fā)生，通常在傳感器安裝之前在其螺紋部分上涂抹防脫化合物。

1.壓力傳感器正確安裝方法：

(1)通過(guò)適當(dāng)?shù)膬x表，在普通大氣壓和標(biāo)準(zhǔn)溫度條件下，核實(shí)壓力傳感器的頻率反應(yīng)值。

(2)核實(shí)壓力傳感器的編碼與相應(yīng)的頻率反應(yīng)信號(hào)的正確性。

2.確定具體安裝位置

為了確定壓力傳感器的編號(hào)和具體安裝位置，需按充氣網(wǎng)的各個(gè)充氣段來(lái)考慮。

(1)壓力傳感器必須沿著線(xiàn)纜進(jìn)行安裝，安裝在線(xiàn)纜接頭處。

(2)每條線(xiàn)纜裝設(shè)壓力傳感器不少于4個(gè)，靠近電話(huà)局的兩個(gè)壓力傳感器，相距不應(yīng)大干200m。

(3)每條線(xiàn)纜的始端和末端分別安裝1個(gè)。

(4)每條線(xiàn)纜的分支點(diǎn)應(yīng)裝1個(gè)，如果兩個(gè)分支點(diǎn)相距較近(小于100m)，可只裝1個(gè)。

(5)線(xiàn)纜敷設(shè)方式(架空、地下)改變處應(yīng)裝1個(gè)

(6)對(duì)無(wú)分支的線(xiàn)纜，因壘線(xiàn)的線(xiàn)纜程式一致，壓力傳感器的安裝隔距不大干500m，并使其總數(shù)不少于4個(gè)。

(7)為了便于確定壓力傳感器故障點(diǎn)，除在起點(diǎn)安裝壓力傳感器外，距起點(diǎn)150~200m處，還要另外安裝1個(gè)當(dāng)然在設(shè)計(jì)中，一定要考慮經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的因素，在不需要安裝壓力傳感器的地方，則應(yīng)不必安裝。

檢查尺寸

如果安裝孔的尺寸不合適，高溫熔體壓力傳感器在安裝過(guò)程中，其螺紋部分就很容易受到磨損，這不僅會(huì)影響設(shè)備的密封性能，而且使傳感器不能充分發(fā)揮作用，甚至還可能產(chǎn)生安全隱患。只有合適的安裝孔才能夠避免螺紋的磨損(螺紋工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1/2-20UNF2B)，通?？梢圆捎冒惭b孔測(cè)量?jī)x對(duì)安裝孔進(jìn)行檢測(cè)，以做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

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