压力变送器的原理
压力变送器的原理
压力变送器是工业实践中最为常用的一种传感器其广泛应用于各种工业自控环境涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业下面就简单介绍一些常用压力变送器的原理及其应用。
1、应变片压力变送器原理与应用 力学传感器的种类繁多如电阻应变片压力变送器、半导体应变片压力变送器、压阻式压力变送器、电感式压力变送器、电容式压力变送器、谐振式压力变送器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力变送器它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。下面我们主要介绍这类传感器。 在了解压阻式压力变送器时我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变变送器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上当基体受力发生应力变化时电阻应变片也一起产生形变使应变片的阻值发生改变从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小一般这种应变片都组成应变电桥并通过后续的仪表放大器进行放大再传输给处理电路通常是A/D转换和CPU显示或执行机构
2、陶瓷压力变送器原理及应用 抗腐蚀的压力变送器没有液体的传递压力直接作用在陶瓷膜片的前表面使膜片产生微小的形变厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面连接成一个惠斯通电桥(闭桥)由于压敏电阻的压阻效应使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号标准的信号根据压力量程的不同标定为2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等可以和应变式传感器相兼容。通过激光标定传感器具有很高的温度稳定性和时间稳定性传感器自带温度补偿070℃并可以和绝大多数介质直接接触。 陶瓷是一种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的材料。陶瓷的热稳定特性及它的厚膜电阻可以使它的工作温度范围高达-40135℃而且具有测量的高精度、高稳定性。电气绝缘程度>2kV输出信号强长期稳定性好。高特性低价格的陶瓷传感器将是压力变送器的发展方向在欧美国家有全面替代其它类型传感器的趋势在中国也越来越多的用户使用陶瓷传感器替代扩散硅压力变送器
3、扩散硅压力变送器原理及应用 工作原理 被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上不锈钢或陶瓷使膜片产生与介质压力成正比的微位移使传感器的电阻值发生变化和用电子线路检测这一变化并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号
4、蓝宝石压力变送器原理与应用 利用应变电阻式工作原理采用硅-蓝宝石作为半导体敏感元件具有无与伦比的计量特性。 蓝宝石系由单晶体绝缘体元素组成不会发生滞后、疲劳和蠕变现象蓝宝石比硅要坚固硬度更高不怕形变蓝宝石有着非常好的弹性和绝缘特性1000 OC以内因此利用硅-蓝宝石制造的半导体敏感元件对温度变化不敏感即使在高温条件下也有着很好的工作特性蓝宝石的抗辐射特性极强另外硅-蓝宝石半导体敏感元件无p-n漂移因此从根本上简化了制造工艺提高了重复性确保了高成品率。 用硅-蓝宝石半导体敏感元件制造的压力传感器和变送器可在最恶劣的工作条件下正常工作并且可靠性高、精度好、温度误差极小、性价比高
5、压电压力传感器原理与应用 压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英二氧化硅是一种天然晶体压电效应就是在这种晶体中发现的在一定的温度范围之内压电性质一直存在但温度超过这个范围之后压电性质完全消失这个高温就是所谓的“居里点”。由于随着应力的变化电场变化微小也就说压电系数比较低所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体能够承受高温和相当高的湿度所以已经得到了广泛的应用。 现在压电效应也应用在多晶体上比如现在的压电陶瓷包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。
