壓力傳感器是工業(yè)實踐中為常見的一種傳感器,其廣泛應(yīng)用于各種自控環(huán)境,設(shè)計水利水電,鐵路交通,只能建筑,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)。
壓力傳感器選型中的密封壓和表壓有什么區(qū)別:密封壓力是指壓力傳感器的背壓腔密封了一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的參考壓力,背壓腔與大氣壓力相隔離,故采用密封壓可以保持壓力傳感器較高的抗環(huán)境能力(例如:潮濕、大氣壓力流動等)。當(dāng)測量表壓時會受到大氣壓力的變化產(chǎn)生影響。但當(dāng)測量較高量程的表壓力時(例如350bar),大氣壓力變化的影響可以忽略不計,故密封壓力產(chǎn)品常用在測量高壓力量程的場所。
表壓力是指壓力傳感器背壓腔直接通大氣,大的優(yōu)勢是測量表壓時不受外界大氣壓力的變化影響,但抗環(huán)境能力相對弱一些。主要用在小壓力量程的場所。
壓力傳感器是工業(yè)實踐中為常用的一種傳感器,而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應(yīng)制造而成的,這樣的傳感器也稱為壓電傳感器?! ?/span>
壓力傳感器原理:
我們知道,晶體是各向異性的,非晶體是各向同性的。某些晶體介質(zhì),當(dāng)沿著一定方向受到機(jī)械力作用發(fā)生變形時,就產(chǎn)生了極化效應(yīng);當(dāng)機(jī)械力撤掉之后,又會重新回到不帶電的狀態(tài),也就是受到壓力的時候,某些晶體可能產(chǎn)生出電的效應(yīng),這就是所謂的極化效應(yīng)??茖W(xué)家就是根據(jù)這個效應(yīng)研制出了壓力傳感器?! ?/span>
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,但溫度超過這個范圍之后,壓電性質(zhì)完全消失(這個高溫就是所謂的“居里點(diǎn)”)。由于隨著應(yīng)力的變化電場變化微?。ㄒ簿驼f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?! ≡诂F(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?! ?/span>
壓電效應(yīng)是壓電傳感器的主要工作原理,壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量,因為經(jīng)過外力作用后的電荷,只有在回路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。實際的情況不是這樣的,所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動態(tài)的應(yīng)力?! ?/span>
壓電傳感器主要應(yīng)用在加速度、壓力和力等的測量中。壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計。它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優(yōu)異的特點(diǎn)。壓電式加速度傳感器在飛機(jī)、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動和沖擊測量中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,特別是航空和宇航領(lǐng)域中更有它的特殊地位。壓電式傳感器也可以用來測量發(fā)動機(jī)內(nèi)部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用于軍事工業(yè),例如用它來測量在膛中擊發(fā)的一瞬間的膛壓的變化沖擊波壓力。它既可以用來測量大的壓力,也可以用來測量微小的壓力?! ?/span>
壓電式傳感器也廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)測量中,比如說心室導(dǎo)管式微音器就是由壓電傳感器制成的,因為測量動態(tài)壓力是如此普遍,所以壓電傳感器的應(yīng)用就非常廣。除了壓電傳感器之外,還有利用壓阻效應(yīng)制造出來的壓阻傳感器,利用應(yīng)變效應(yīng)的應(yīng)變式傳感器等,這些不同的壓力傳感器利用不同的效應(yīng)和不同的材料,在不同的場合能夠發(fā)揮它們獨(dú)特的用途。
詳細(xì)見解:賀德克壓力傳感器
角度傳感器廣泛使用在起重機(jī)、挖隧機(jī)、牽引和提升裝置、造船、工程車、大型裝卸設(shè)備、水電站大壩、重型運(yùn)輸車、列車。角度位移傳感器—感應(yīng)的、磁致電阻的、光電的測量儀器。
對于測量角度位移并將其轉(zhuǎn)換成電子信號以達(dá)到遠(yuǎn)程傳送的目的,電勢的、感應(yīng)的、磁致電阻的、遞增的或完全的編碼角度位移傳感器可根據(jù)用戶的要求應(yīng)用。角度位移傳感器可用于測量堰壩門、扇形閥、閥門和控制驅(qū)動器,以及船的機(jī)械電報機(jī)和機(jī)械舵,起重機(jī)的擺動齒輪和起重齒輪,機(jī)械工具和處理設(shè)備,起重機(jī)、開鑿機(jī)和船舶的控制傳送器上的置數(shù)調(diào)節(jié)器。
更適于測量處在劇烈振動情況下的點(diǎn)。它主要用于解決能量工業(yè)和化學(xué)工廠的測量問題,例如測量變速驅(qū)動器的實際位移量,或測量造紙和紡織工業(yè)的機(jī)器,測量浮動滾筒的位移,而在測量起重機(jī)和開鑿機(jī)搖擺系統(tǒng)的傾斜角中應(yīng)用zui為廣泛。
光電式角度位移傳感器是一個高鑒別力的測量儀器,可用于單匝線圈或多匝線圈型、低溫度系數(shù)、數(shù)字編碼的角度位移輸出信號的情況。單匝線圈傳感器用于鐵路等交通領(lǐng)域作為快速定向環(huán)與起重機(jī)的牽引開關(guān)相連。多匝線圈傳感器更適合與拖拉設(shè)備、起重系統(tǒng)的纜繩絞盤的繩索長度測量設(shè)備或機(jī)械工具中的工具位移測量設(shè)備配合使用。
角度位移傳感器原理
角度傳感器用來檢測角度的。它的身體中有一個孔,可以配合樂高的軸。當(dāng)連結(jié)到RCX上時,軸每轉(zhuǎn)過1/16圈,角度傳感器就會計數(shù)一次。往一個方向轉(zhuǎn)動時,計數(shù)增加,轉(zhuǎn)動方向改變時,計數(shù)減少。計數(shù)與角度傳感器的初始位置有關(guān)。當(dāng)初始化角度傳感器時,它的計數(shù)值被設(shè)置為0,如果需要,你可以用編程把它重新復(fù)位。
角度位移傳感器是利用角度變化來定位物體位置的電子元件。適用于汽車,工程機(jī)械,宇宙裝置、導(dǎo)彈、飛機(jī)雷達(dá)天線的伺服系統(tǒng)以及注塑機(jī),木工機(jī)械,印刷機(jī),電子尺,機(jī)器人,工程監(jiān)測,電腦控制運(yùn)動器械等需要精確測量位移的場合。
角度位移傳感器實際上應(yīng)用
使用角度傳感器來控制你的輪子可以間接的發(fā)現(xiàn)障礙物。原理非常簡單:如果馬達(dá) 角度傳感器構(gòu)造運(yùn)轉(zhuǎn),而齒輪不轉(zhuǎn),說明你的機(jī)器已經(jīng)被障礙物給擋住了。此技術(shù)使用起來非常簡單,而且非常有效;唯一要求就是運(yùn)動的輪子不能在地板上打滑(或者說打滑次數(shù)太多),否則你將無法檢測到障礙物。如果是一個空轉(zhuǎn)的齒輪連接到馬達(dá)上就可以避免這個問題,這個輪子不是由馬達(dá)驅(qū)動而是通過裝置的運(yùn)動帶動它:在驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)的過程中,如果惰輪停止了,說明你碰到障礙物了。
壓力變送器主要由壓力傳感器、測量電路和過程連接件三部分組成。它能將壓力傳感器感受到的氣體、液體等物理壓力參數(shù)轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的電信號,以供給指示報警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進(jìn)行測量、指示和過程調(diào)節(jié)。在國內(nèi),目前在小型自動化控制方面運(yùn)用的壓力變送器一般基于壓阻式原理,也就是壓敏電阻受壓后產(chǎn)生電阻變化,通過放大器放大并采用標(biāo)準(zhǔn)壓力標(biāo)定,即可進(jìn)行壓力檢測。
壓力變送器工作時注意事項:
1、變送器上切勿使用高于36V的電壓,容易導(dǎo)致?lián)p壞。
2、變送器切勿用硬物碰觸膜片,會損壞隔膜片。
3、被測介質(zhì)不能結(jié)冰,否則傳感器元件隔離膜片容易損傷,導(dǎo)致變送器破壞。
4、在測量蒸汽或其他高溫介質(zhì)時,其溫度不應(yīng)超過變送器使用時的極限溫度,否則必須使用散熱裝置。
5、在測量蒸汽或其他高溫介質(zhì)時,為使變送器和管道連在一起,應(yīng)使用散熱管,并使用管道上的壓力傳至變壓器。當(dāng)被測介質(zhì)為水蒸氣時,散熱管中要注入適量的水,以防過熱蒸汽直接與變送器接觸,致使損壞傳感器。
6、在壓力傳輸過程中,應(yīng)注意幾點(diǎn):變送器與散熱管連接處不可漏氣;在打開閥門時要小心,以免被測介質(zhì)直接沖擊、損壞傳感器膜片;必須保持管路暢通,避免管道中的沉積物彈出并損壞傳感器膜片。
壓力傳感器使用過程應(yīng)注意考慮下列情況:
1、防止變送器與腐蝕性或過熱的介質(zhì)接觸;
2、防止渣滓在導(dǎo)管內(nèi)沉積;
3、測量液體壓力時,取壓口應(yīng)開在流程管道側(cè)面,以避免沉淀積渣;
4、測量氣體壓力時,取壓口應(yīng)開在流程管道頂端,并且變送器也應(yīng)安裝在流程管道上部,以便積累的液體容易注入流程管道中;
5、導(dǎo)壓管應(yīng)安裝在溫度波動小的地方;
6、測量蒸汽或其它高溫介質(zhì)時,需接加緩沖管(盤管)等冷凝器,不應(yīng)使變送器的工作溫度超過極限;
7、冬季發(fā)生冰凍時,安裝在室外的變送器必需采取防凍措施,避免引壓口內(nèi)的液體因結(jié)冰體積膨脹,導(dǎo)至傳感器損壞;
8、測量液體壓力時,變送器的安裝位置應(yīng)避免液體的沖擊(水錘現(xiàn)象),以免傳感器過壓損壞;
9、接線時,將電纜穿過防水接頭(附件)或繞性管并擰緊密封螺帽,以防雨水等通過電纜滲漏進(jìn)變送器殼體內(nèi)。