壓力變送器不外傳的小知識

壓力變送器不外傳的小知識

壓力變送器根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)有不同的分類。

按照原理可分為：

電容式壓力變送器、電阻式壓力變送器、電感式壓力變送器、半導(dǎo)體式壓力變送器、高頻測量的壓電式壓力變送器等，其中電阻式壓力變送器用的多。

按照壓力敏感元件可分為：金屬式、陶瓷、擴(kuò)散硅、單晶硅、藍(lán)寶石、濺射薄膜等。

其中：

金屬壓力變送器精度差，但溫度影響小，適用于溫度范圍廣，精度要求低的領(lǐng)域；

陶瓷壓力傳感器精度好一點，但受溫度影響比較大，陶瓷還有個好處是耐沖擊，耐腐蝕，可以用在響應(yīng)的領(lǐng)域；

擴(kuò)散硅壓力變送精度很高，溫漂也很大，所以一般都要進(jìn)行溫度補償，才能用。而且即使溫度補償了過后，還是不能測量超過125℃以上的壓力。不過在常溫狀況下，擴(kuò)散硅的敏感系數(shù)是陶瓷的5倍，所以一般用在高精度測量領(lǐng)域；

單晶硅壓力變送器是工業(yè)實踐中精度的傳感器，是擴(kuò)散硅的升級版，當(dāng)然價格也隨之升級。目前，在單晶硅壓力器領(lǐng)域以日本橫河為代表。

藍(lán)寶石壓力變送器對溫度變化不敏感，即使在高溫條件下，也有著很好的工作特性；藍(lán)寶石的抗輻射特性*；無p-n 漂移；可在惡劣的工作條件下正常工作，并且可靠性高、精度好、溫度誤差極小、總體性價比高；

濺射薄膜壓力變送器不存在任何膠粘劑，比粘貼式應(yīng)變片傳感器顯示出高的長期穩(wěn)定性與可靠性；受溫度影響?。涸跍囟茸兓?00℃時，零點漂移僅為0.5%。其溫度性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于擴(kuò)散硅式壓力傳感器；另外還可直接與一般的腐蝕性介質(zhì)接觸。

三. 壓力變送器的原理

不同種類壓力變送器在原理方面也有所不同。

電容式壓力變送器

當(dāng)壓力直接作用在測量膜片的表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變，測量膜片上的高精度電路將這個微小的形變變換成為與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號，然后采用芯片將這個電壓信號轉(zhuǎn)換為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA電流信號或者1-5V電壓信號。

擴(kuò)散硅壓力變送器

被測介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上(一般是316L材質(zhì)膜片)，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，和用惠斯通電路檢測這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個對應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測量信號。

單晶硅壓力變送器

壓阻式壓力傳感器利用單晶硅的壓阻效應(yīng)而構(gòu)成。采用單晶硅片為彈性元件，當(dāng)壓力發(fā)生變化時，單晶硅產(chǎn)生應(yīng)變，使直接擴(kuò)散在上面的應(yīng)變電阻產(chǎn)生與被測壓力成比例的變化，再由橋式電路獲得相應(yīng)的電壓輸出信號。

陶瓷壓力變送器

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)生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號。一般用于空壓機(jī)壓力測量，使用陶瓷較多。

應(yīng)變片式壓力變送器

應(yīng)變片式壓力變送器應(yīng)用多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片是一種將被測件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感器件，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，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。目前市面上應(yīng)變片式壓力變送器比較少見。

藍(lán)寶石壓力變送器

藍(lán)寶石壓力變送器利用應(yīng)變電阻式工作原理，采用高精度硅-藍(lán)寶石敏感組件,通過的放大電路,將壓力信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號。

濺射薄膜壓力變送器

濺射式壓力敏感元件是通過微電子工藝制造出來的，在彈性不銹鋼膜片表面上形成牢固而穩(wěn)定的惠斯通電橋。當(dāng)被測介質(zhì)壓力作用于彈性不銹鋼膜片時，位于另一面的惠斯頓電橋則產(chǎn)生正比于壓力的電輸出信號。濺射薄膜由于其良好的抗沖擊性，往往被應(yīng)用到壓力頻繁沖擊的場合，如液壓設(shè)備等場合。

四. 壓力變送器的選型

壓力變送器在選型時需要注意幾點：

1. 變送器壓力量程值選擇

先確定系統(tǒng)中要確認(rèn)測量壓力的值，一般而言，需要選擇一個具有比值還要大1.5倍左右的壓力量程的變送器，或讓正常的壓力范圍，落在壓力變送器正常量程1/3~2/3處，也是常用的一個方法。

2. 什么樣的壓力介質(zhì)

黏性液體、泥漿會堵上壓力接口，溶劑或有腐蝕性的物質(zhì)會不會破壞變送器中與這些介質(zhì)直接接觸的材料。

一般的壓力變送器的接觸介質(zhì)部分的材質(zhì)采用的是316不銹鋼，如果介質(zhì)對316不銹鋼沒有腐蝕性，那么基本上所有的壓力變送器都適合對介質(zhì)壓力的測量；

如果介質(zhì)對316不銹鋼有腐蝕性，那么就要采用化學(xué)密封，采用間接測量的形式。如選用帶填充硅油的毛細(xì)管導(dǎo)壓，起到防止壓力變送器腐蝕，延長了壓力變送器的壽命的作用。

3. 變送器需要的精度

決定精度的有：非線性、遲滯性、非重復(fù)性、溫度、零點偏置刻度、溫度的影響，精度越高，價格也就越高。一般選擇擴(kuò)散硅壓力變送器精度0.5級，0.25級，選擇電容式或者單晶硅的壓力變送器，精度在0.1級，甚至0.075級。

4. 變送器的過程連接

通常壓力變送器，都是安裝到管道或者罐體上，當(dāng)然也有小部分與流量計配套安裝使用的。壓力變送器的安裝形式通常有三種：螺紋、法蘭、卡箍，所以在壓力變送器選型前，也需將過程連接考慮進(jìn)去，如果是螺紋的，更需要確定是螺紋規(guī)格，是法蘭的就要考慮到是哪種公稱通徑的法蘭規(guī)格等。

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