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壓力傳感器/壓力變送器的種類(lèi)繁多,如電阻應(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)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。但應(yīng)用廣泛的是壓阻式壓力傳感器,它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性。抗腐蝕的壓力傳感器沒(méi)有液體的傳遞,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2.0/3.0/3.3 mV/V等,可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。通過(guò)激光標(biāo)定,傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性,傳感器自帶溫度補(bǔ)償0~70℃,并可以和絕大多數(shù)介質(zhì)直接接觸。壓力傳感器我們經(jīng)常使用,我們?cè)谑褂眠^(guò)程中一定要注意保護(hù)壓力傳感器,因?yàn)閴毫鞲衅麟m然有不銹鋼保護(hù),但是壓力傳感器還是很容易損壞的,尤其的使用不當(dāng)很容易造成壓力傳感器損壞導(dǎo)致?lián)p失。
壓力傳感器(Pressure Transducer)是能感受壓力信號(hào),并能按照一定的規(guī)律將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成可用的輸出的電信號(hào)的器件或裝置。
壓力傳感器通常由壓力敏感元件和信號(hào)處理單元組成。按不同的測(cè)試壓力類(lèi)型,壓力傳感器可分為表壓傳感器、差壓傳感器和絕壓傳感器。
二. 壓力傳感器/壓力變送器工作原理:
廈門(mén)精川2088系列壓力變送器,電容式壓力變送器的核心是一個(gè)擴(kuò)散硅敏感元件,它是在硅基片上采用離子注入并經(jīng)激光修正制成惠斯登電橋,過(guò)程壓力作用于傳感器的隔離膜片上使膜片產(chǎn)生位移,通過(guò)膜盒內(nèi)的硅油壓力傳遞到硅基片上,同時(shí)參考端的壓力(大氣壓、絕壓或密封壓)作用于硅片的另一測(cè),這樣在硅片的兩邊就加上了一個(gè)差壓,差壓在硅片上產(chǎn)生了一個(gè)應(yīng)力場(chǎng),使惠斯登電橋的四支電阻,有兩支因拉伸而阻值變小,另外兩支因壓縮而阻值變大,變化量為Δ R,橋臂阻值的變化使電橋失去平衡這樣就產(chǎn)生了一個(gè)與壓力成正比的電壓輸出信號(hào)Vout,
Vout∝Vb×Δ R,
由于Δ R與施加的壓力成正比,
因此:Vout=k×Vb×P+ V0
式中Vout為輸出電壓;
k為靈敏度系數(shù);
Vb為供橋電壓;
V0為電橋零位輸出;
P為被測(cè)壓力Vout經(jīng)過(guò)差分歸一放大器輸出放大后,再經(jīng)過(guò)電壓電流的轉(zhuǎn)換,變換成相應(yīng)的電流信號(hào),該電流信號(hào)通過(guò)非線性矯正環(huán)路的補(bǔ)償,即產(chǎn)生了與輸入壓力成線性對(duì)應(yīng)關(guān)系的4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。智能型信號(hào)處理由一個(gè)PIC14000微處理器和能處理5個(gè)信號(hào)的輸入設(shè)備組成,信號(hào)轉(zhuǎn)換速度每秒至少100次。
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。
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性,但對(duì)于帶放大器的傳感器,還應(yīng)包括放大器的非線性。線性誤差曲線可以是凹形曲線,也可以是凸形曲線稱(chēng)重傳感器。