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    淺談壓力傳感器的類型、操作理念、好處以及缺點

    來源:上海自動化儀表有限公司作者:發表時間:2019-04-19 13:16:45


          市場上有許多類型的電氣和機械傳感器,但所有壓力傳感器通過測量傳感器在受到壓力變化時的物理變化來推斷壓力。這種物理變化可以是電阻,電容或頻率。下面上海自動化儀表有限公司的小編帶您回顧一下所有類型的工業壓力變送器使用的壓力傳感器,傳感器的解釋,優點和缺點。這不是一個完整的清單,但覆蓋了目前市場上90%的壓力變送器。
    電容式壓力傳感器操作理念
          電容式壓力傳感器基本上是由一個固定板和一個可移動板形成的大電容器,該可移動板連接到膜片的機械輸出(通過填充流體)。板之間是介電材料。傳感器還具有振蕩電路以激勵電容器和電容檢測器電路。
     

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          當電容器充滿活力,過程隔膜上的壓力變化被液壓傳遞到可移動板上,導致板之間的距離發生變化。距離的這種變化改變了板之間的電容。電容檢測器電路檢測電容的變化。傳感器中的電路的特征在于知道電容的Y變化等于X的壓力變化。這種傳感器的輸出信號很小且模擬。必須仔細設計電容檢測器電路,以消除雜散電容的影響。作為模擬信號,A / D轉換器必須用于將信號轉換為數字,以供發射器的處理電路使用。
    好處
          良好的低壓性能
          良好的真空范圍性能
          成熟的設計(使用50年以上)
    缺點
          電子復雜
          僅測量一個過程變量
          產生模擬輸出信號(需要A / D轉換器)
          低信噪比
          不能很好地處理過壓事件
          沒有用于溫度
          補償的溫度傳感器(RTD必須位于傳感器外部
          它是一個無源傳感器
    壓阻式壓力傳感器操作理念
          上海自動化儀表有限公司的壓阻式壓力傳感器該傳感器類型使用壓阻效應來測量壓力。由1856年發現,壓阻效應表明半導體的電阻隨著機械應力的變化而變化。這種機械應力是由過程壓力變化引起的。在操作期間,過程隔膜處的壓力變化是液壓轉移的通過填充流體到傳感器膜片。傳感器中的電路的特征在于知道Y的電阻變化等于X的壓力變化。
     

    總廠2.jpg


          盡管可以使用不同類型的半導體,但由于其優異的性能,單晶硅是最廣泛使用的。這些傳感器使用四個壓敏電阻連接形成惠斯通電橋電路,以最大化傳感器的輸出并減少靈敏度誤差。此類傳感器的輸出信號是模擬信號,因此必須使用A / D轉換器將信號轉換為數字格式,以供發射器的處理電路使用。
    好處
          響應時間長
          易于制造
    缺點
          受高溫
          負面影響
          高靜壓負面影響
          僅測量一個過程變量
          產生模擬輸出信號(需要A / D轉換器)
          不能很好地處理過壓事件
          低信噪比
          不有一個溫度傳感器用于溫度補償(RTD必須位于傳感器外部)
          它是一個無源傳感器
    硅諧振傳感器操作理念
          硅諧振傳感器使用3D半導體微機械加工技術由單晶硅制造。兩個“H”形諧振器有圖案的在傳感器上,每個都以高頻輸出工作。當施加壓力時,橋同時受到應力,一個處于壓縮狀態,另一個處于拉伸狀態。諧振頻率的最終變化產生與施加的壓力成正比的高差分輸出(kHz)。這種簡單的基于時間的功能由微處理器管理。微處理器可以直接從傳感器接收數字信號,而無需通過A / D轉換器。這個提高了發射機的整體精度,因為雖然很小,但在每個轉換階段都存在一定的誤差概率。在DP應用中,微處理器也可以使用這兩個頻率來確定靜壓。因此,該傳感器可以使用單個傳感器測量兩種不同的過程屬性。
     

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    好處
          非常穩定的可重復輸出(消除滯后)
          高精度輸出
          全數字信號
          極低溫度效應
          高信噪比
          內置于傳感器中的溫度傳感器
          可預測
          它是一個有源傳感器
    缺點
          制造成本相對較高
          不能在核電站的“熱”側使用
     

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