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壓力變送器的工作原理及應(yīng)用

來(lái)源:上海自動(dòng)化儀表有限公司   2015年09月15日 15:28  

壓力變送器是工業(yè)應(yīng)用中zui為常用的一種傳感器,,其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境,涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工,、石化、油井,、電力,、船舶、機(jī)床,、管道等眾多行業(yè),,壓力變送器的種類大致為以下幾種:電阻應(yīng)變片壓力變送器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力變送器,、壓阻式壓力變送器,、電感式壓力變送器、電容式壓力變送器,、諧振式壓力變送器及電容式加速度傳感器等,。但應(yīng)用的是壓阻式壓力變送器,它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性,。下面我們主要介紹這類傳感器,。 

1、壓阻式壓力變送器

在了解壓阻式壓力變送器時(shí),,我們首先認(rèn)識(shí)一下電阻應(yīng)變片這種元件,。電阻應(yīng)變片是一種將被測(cè)件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號(hào)的敏感器件。它是壓阻式應(yīng)變變送器的主要組成部分之一,。電阻應(yīng)變片應(yīng)用zui多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種,。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過(guò)特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上,,當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí),,電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變,使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變,,從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。 

2,、陶瓷壓力變送器

原理抗腐蝕的壓力變送器沒有液體的傳遞,,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(閉橋),,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,。 
陶瓷是一種*的高彈性、抗腐蝕,、抗磨損,、抗沖擊和振動(dòng)的材料。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達(dá)-40~135℃,,而且具有測(cè)量的高精度,、高穩(wěn)定性。電氣絕緣程度>2kV,,輸出信號(hào)強(qiáng),,長(zhǎng)期穩(wěn)定性好。高特性,,低價(jià)格的陶瓷傳感器將是壓力變送器的發(fā)展方向,,

3、擴(kuò)散硅壓力變送器

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,和用電子線路檢測(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、壓電壓力變送器傳感器

壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英,、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺,。其中石英(二氧化硅)是一種天然晶體,壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的,,在一定的溫度范圍之內(nèi),,壓電性質(zhì)一直存在,但溫度超過(guò)這個(gè)范圍之后,,壓電性質(zhì)*消失(這個(gè)高溫就是所謂的“居里點(diǎn)”),。由于隨著應(yīng)力的變化電場(chǎng)變化微小(也就說(shuō)壓電系數(shù)比較低),,所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代,。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù),,但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。磷酸二氫胺屬于人造晶體,,能夠承受高溫和相當(dāng)高的濕度,,所以已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。 現(xiàn)在壓電效應(yīng)也應(yīng)用在多晶體上,,比如現(xiàn)在的壓電陶瓷,,包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT,、鈮酸鹽系壓電陶瓷,、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等。 

5,、電容式壓力變送器
     陶瓷電容傳感器具有適用于正?;蛴懈g性介質(zhì)的測(cè)量,如氣體,,氣體或液體,,但不傾向于沉淀,結(jié)晶或加勁材料的建議,。應(yīng)用于船艙液位測(cè)量,、海水、船上用水,、柴油,、廢油。

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