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選擇合適的壓力傳感器
來源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2022/7/15

在大多數(shù)工業(yè)過程的控制中,測量壓力是必要的。


壓力傳感器將壓力信息轉(zhuǎn)換成電信號。大多數(shù)壓力傳感器在施加到兩側(cè)的壓力差的影響下測量膜的變形。制造商對這些產(chǎn)品使用不同的術(shù)語。雖然“壓力傳感器”和“壓力感測器”可以被視為同義詞,但術(shù)語“壓力變送器”是指配備有測量電子設(shè)備的壓力傳感器,可以傳送標(biāo)準(zhǔn)化的輸出信號。


在本采購指南中,我們只介紹傳感器,并不介紹變送器。


有哪些不同類型的壓力傳感器?

在選擇壓力傳感器時,需要了解三種類型的壓力,每種壓力對應(yīng)不同的傳感器。


大多數(shù)壓力傳感器的測量膜在壓力作用下會變形,而了解這個變形值是很重要的。 由于膜有兩面,在第二面施加另一個壓力,測量的變形實際上是膜兩面壓差的結(jié)果。


根據(jù)此“參考”壓力,可以考慮三種類型的壓力和傳感器:


絕對壓力:在絕對壓力傳感器中,膜的第二面處于真空狀態(tài),其變形與測量的壓力正好對應(yīng)。

相對壓力:在相對壓力傳感器中,膜的第二面承受大氣壓,因此其變形與測量壓力和環(huán)境壓力之間的差值相對應(yīng)。

差分壓力:壓差傳感器有2個輸入端,膜的每側(cè)各有一個,因此其變形與2個輸入端之間的壓差相對應(yīng)。


為什么選擇絕對壓力傳感器?

絕對壓力傳感器和相對壓力傳感器之間的區(qū)別在于, 絕對壓力傳感器測量相對于參考壓力(即真空)的壓力, 而相對壓力傳感器是指環(huán)境大氣壓力,因此測量過程壓力和大氣壓力之間的差異。


選擇傳感器時,首先要遵循的標(biāo)準(zhǔn)是:是否要知道與大氣壓相比的壓力?


絕對壓力傳感器是唯一能夠測量大氣壓力的傳感器,因此可以用來測量大氣壓力。 主要用途有基于海拔變化時大氣壓差的海拔測量。


由于天氣變化,大氣壓力可能會變化約30 mbar,如果傳感器的高度發(fā)生變化(海平面與2,000 m高度之間的變化),則大氣壓力可能會變化約200 mbar。 因此,對于相同的測量壓力值,相對壓力傳感器可能由于大氣壓力的變化而有測量誤差。 在測量高壓時,這個誤差可以忽略不計,但對于低壓測量來說,這個誤差很明顯。 在這種情況下,最好使用絕對壓力傳感器。


為什么選擇相對壓力傳感器?

不要忘記絕對壓力傳感器和相對壓力傳感器之間的差異。 絕對壓力傳感器測量相對于參考壓力(即真空)的壓力, 而相對壓力傳感器參考環(huán)境大氣壓力,因此測量過程壓力與大氣壓力之間的差。


選擇傳感器時,首先要遵循的標(biāo)準(zhǔn)是:是否要知道與大氣壓相比的壓力?


當(dāng)您想消除大氣壓力對測量的影響時,相對壓力傳感器非常有效。 例如,當(dāng)使用壓力傳感器測量容器中液體的靜水壓力以確定其液位時,由于容器中液體的表面也受到大氣壓力的影響,相對壓力傳感器僅允許測量靜水壓力,消除大氣壓力變化的影響。


為什么選擇壓差壓力傳感器?

壓差傳感器有兩個壓力輸入,當(dāng)您想知道兩點之間的壓差時使用。

例如,它可用于需要通過壓降裝置進(jìn)行流量測量的應(yīng)用中。


應(yīng)該選擇哪種技術(shù)的傳感器?

一旦確定了需要測量的壓力類型,就可以專注于傳感器技術(shù)。


在壓阻壓力傳感器中,壓力對敏感元件施加力,使其電阻發(fā)生變化。 壓阻式壓力傳感器靈敏度高,堅固耐用且具有良好的熱阻,但其輸出信號較弱。


在壓電壓力傳感器中,壓力對敏感元件施加力,使其電阻發(fā)生變化。 這種傳感器有很寬的測量范圍和很好的熱阻。 但是,它們的輸出信號較弱,并且精度不如壓阻傳感器。


在 電容壓力傳感器 中,膜是電容板的一部分。 在壓力下,薄膜變形,從而改變電容器的電容。 這種傳感器提供了很好的精度和靈敏度,可以測量mbar范圍內(nèi)的低壓。 然而,電容傳感器不能很好地處理振動,因為它們會使測量結(jié)果不穩(wěn)定。


如何選擇壓力傳感器?

一旦確定了需要測量絕對壓力,相對壓力還是壓差,并選擇了一種傳感器技術(shù),您仍需要根據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)選擇正確的型號:


首先,考慮到正常條件和可能的偶爾壓力變化,選擇一個測量范圍與需要測量的壓力范圍相對應(yīng)的傳感器是很重要的。


工作溫度也很重要。 大多數(shù)傳感器的工作范圍為-25°C至100°C。 除此之外,有必要使用能夠承受更高溫度的傳感器。


與其他傳感器一樣,需要選擇輸出信號與測量或控制回路相對應(yīng)的壓力傳感器。


最后一個重要的選擇標(biāo)準(zhǔn)是傳感器的配置以及如何安裝到測量點。 大多數(shù)傳感器是帶螺紋的,可以輕松地安裝在管道、水箱等的噴嘴上。也有帶法蘭的傳感器、焊接在電路板上的微型傳感器等。安裝沖洗隔膜傳感器也有其優(yōu)點。 在這種配置中,傳感器膜片與管壁齊平,避免了由于材料堆積在無流動區(qū)域而造成的堵塞問題。 這種配置對于包含固體元素的液體非常有用,尤其是在食品工業(yè)中。

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