如何正確選擇和使用壓力傳感器與放大器

在制造業(yè)中，為了便于數(shù)據(jù)分析，物理信號(hào)(壓力、流量、溫度等)通常需要轉(zhuǎn)換成電信號(hào)(電流、電壓等)，用以處理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，因此會(huì)廣泛的應(yīng)用壓力傳感器和放大器來(lái)測(cè)量數(shù)據(jù)，而正確的選擇優(yōu)質(zhì)的傳感器與放大器將有助于提高系統(tǒng)性能和產(chǎn)品壽命！

這里講一下，可能還有些人不太明白傳感器與變送器，一般稱(chēng)輸出信號(hào)為初始信號(hào)(如mv信號(hào))的傳感器；在初始信號(hào)的基礎(chǔ)上，通過(guò)信號(hào)濾波、降噪和放大，輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)(4~20mA,0~5V等)的傳感器。壓力傳感器和壓力變送器在工業(yè)領(lǐng)域的名稱(chēng)通?；旌显谝黄?，通常指輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的是壓力變送器，在一些專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，為了確保數(shù)據(jù)的原始狀態(tài)，將特別指出信號(hào)輸出類(lèi)型！

下面講一下如何明確壓力測(cè)量方法和類(lèi)型。

1.測(cè)量方法:

壓力測(cè)量：也是最常用的測(cè)量方法。感應(yīng)器的參考?jí)毫σ援?dāng)?shù)卮髿鈮簽榛鶞?zhǔn)，空腔與大氣相通；

絕壓測(cè)量:此時(shí)不能與大氣相通，如通過(guò)測(cè)量當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?lái)測(cè)量海拔；這種測(cè)量方法是基于真空零件；

差壓測(cè)量:即兩個(gè)測(cè)壓點(diǎn)的差壓，需要明確哪個(gè)壓力更大，最大壓力是多少；

(另有密封表壓力形式，特殊情況需此設(shè)計(jì))

2.壓力類(lèi)型。

靜壓:常用于工業(yè)領(lǐng)域，短時(shí)間內(nèi)壓力變化不大，如水利和燃?xì)夤芫W(wǎng)壓力監(jiān)測(cè)；

動(dòng)態(tài)壓力:也稱(chēng)為瞬態(tài)壓力，即壓力波動(dòng)快，數(shù)據(jù)持續(xù)時(shí)間短，如爆炸沖擊、液壓脈動(dòng)、氣泡潰瘍瞬時(shí)壓力、波動(dòng)拍擊、動(dòng)車(chē)運(yùn)行、飛機(jī)起飛表面風(fēng)壓變化等。一般而言，在科學(xué)研究領(lǐng)域，需要進(jìn)行瞬態(tài)數(shù)據(jù)分析或監(jiān)預(yù)警，以捕捉突變數(shù)據(jù)。

一是介質(zhì)特性。

相態(tài):液體或氣體，部分測(cè)量氣體的傳感器不能用于液體測(cè)量；

粘度:介質(zhì)的流動(dòng)性如何？高粘度流體會(huì)堵塞傳感器的壓力測(cè)量孔，導(dǎo)致測(cè)量失效。需選用膜片壓力傳感器；

介質(zhì)溫度范圍:不同傳感器的壓力表面能承受不同溫度或溫度區(qū)域的不同測(cè)量精度；

腐蝕必須考慮介質(zhì)與傳感器接觸材料的兼容性；

二是環(huán)境因素。

環(huán)境溫度:傳感器放置在異常高低溫環(huán)境中，需要考慮內(nèi)部電路是否能承受這個(gè)溫度；

易燃易爆:對(duì)壓力傳感器有防爆要求，分為安全防爆和防爆，指示防爆等級(jí)；

振動(dòng)沖擊:需要特殊設(shè)計(jì)，保證振動(dòng)沖擊下傳感器結(jié)構(gòu)牢固，數(shù)據(jù)輸出正常；

干擾源:高壓高頻電器產(chǎn)生電磁干擾，需要電氣隔離或接地測(cè)控系統(tǒng)；

三是明確測(cè)量參數(shù)要求。如下：

1.量程。

在選擇范圍之前，需要預(yù)測(cè)工作條件下的極限壓力，留出一定的余量，防止過(guò)載損壞；但不能超過(guò)太多；范圍一般是工作條件壓力的兩倍左右；

2.精度。

數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，即測(cè)量數(shù)據(jù)與真實(shí)數(shù)據(jù)的誤差范圍；如果精度為1%，顯示100兆帕，真實(shí)值為99~101兆帕；

3.電源和輸出。

與傳感器和輔助電氣和系統(tǒng)的適應(yīng)性有關(guān)，工業(yè)上常用的24VDC/4~20mA與數(shù)采儀輔助直接輸出電壓信號(hào)

4.機(jī)械安裝接口和整體尺寸。

螺紋數(shù)螺紋安裝、夾具、法蘭安裝等?？紤]到空間有限和擾流因素，要求尺寸微型化；即使是不能開(kāi)孔的安裝場(chǎng)景，也需要選擇粘貼式壓力傳感器；

5.電氣接口。

線纜鎖直出，霍斯曼出線，航插線，防水直出線纜等?？紤]到安裝接線距離，需要明確電纜長(zhǎng)度；

6.頻率反應(yīng)。

它是動(dòng)態(tài)壓力傳感器的指標(biāo)。頻率越高，響應(yīng)越快，數(shù)據(jù)量越大；

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