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      浅谈压力传感器的类型、操作理念、好处以及缺点

      来源:上海自动化仪表有限公司作者:发表时间:2019-04-19 13:16:45


            市场上有许多类型的电气和机械传感器,但所有压力传感器通过测量传感器在受到压力变化时的物理变化来推断压力。这种物理变化可以是电阻,电容或频率。下面上海自动化仪表有限公司的小编带您回顾一下所有类型的工业压力变送器使用的压力传感器,传感器的解释,优点和缺点。这不是一个完整的清单,但覆盖了目前市场上90%的压力变送器。
      电容式压力传感器操作理念
            电容式压力传感器基本上是由一个固定板和一个可移动板形成的大电容器,该可移动板连接到膜片的机械输出(通过填充流体)。板之间是介电材料。传感器还具有振荡电路以激励电容器和电容检测器电路。
       

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            当电容器充满活力,过程隔膜上的压力变化被液压传递到可移动板上,导致板之间的距离发生变化。距离的这种变化改变了板之间的电容。电容检测器电路检测电容的变化。传感器中的电路的特征在于知道电容的Y变化等于X的压力变化。这种传感器的输出信号很小且模拟。必须仔细设计电容检测器电路,以消除杂散电容的影响。作为模拟信号,A / D转换器必须用于将信号转换为数字,以供发射器的处理电路使用。
      好处
            良好的低压性能
            良好的真空范围性能
            成熟的设计(使用50年以上)
      缺点
            电子复杂
            仅测量一个过程变量
            产生模拟输出信号(需要A / D转换器)
            低信噪比
            不能很好地处理过压事件
            没有用于温度
            补偿的温度传感器(RTD必须位于传感器外部
            它是一个无源传感器
      压阻式压力传感器操作理念
            上海自动化仪表有限公司的压阻式压力传感器该传感器类型使用压阻效应来测量压力。由1856年发现,压阻效应表明半导体的电阻随着机械应力的变化而变化。这种机械应力是由过程压力变化引起的。在操作期间,过程隔膜处的压力变化是液压转移的通过填充流体到传感器膜片。传感器中的电路的特征在于知道Y的电阻变化等于X的压力变化。
       

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            尽管可以使用不同类型的半导体,但由于其优异的性能,单晶硅是最广泛使用的。这些传感器使用四个压敏电阻连接形成惠斯通电桥电路,以最大化传感器的输出并减少灵敏度误差。此类传感器的输出信号是模拟信号,因此必须使用A / D转换器将信号转换为数字格式,以供发射器的处理电路使用。
      好处
            响应时间长
            易于制造
      缺点
            受高温
            负面影响
            高静压负面影响
            仅测量一个过程变量
            产生模拟输出信号(需要A / D转换器)
            不能很好地处理过压事件
            低信噪比
            不有一个温度传感器用于温度补偿(RTD必须位于传感器外部)
            它是一个无源传感器
      硅谐振传感器操作理念
            硅谐振传感器使用3D半导体微机械加工技术由单晶硅制造。两个“H”形谐振器有图案的在传感器上,每个都以高频输出工作。当施加压力时,桥同时受到应力,一个处于压缩状态,另一个处于拉伸状态。谐振频率的最终变化产生与施加的压力成正比的高差分输出(kHz)。这种简单的基于时间的功能由微处理器管理。微处理器可以直接从传感器接收数字信号,而无需通过A / D转换器。这个提高了发射机的整体精度,因为虽然很小,但在每个转换阶段都存在一定的误差概率。在DP应用中,微处理器也可以使用这两个频率来确定静压。因此,该传感器可以使用单个传感器测量两种不同的过程属性。
       

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      好处
            非常稳定的可重复输出(消除滞后)
            高精度输出
            全数字信号
            极低温度效应
            高信噪比
            内置于传感器中的温度传感器
            可预测
            它是一个有源传感器
      缺点
            制造成本相对较高
            不能在核电站的“热”侧使用
       

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