壓力開(kāi)關(guān)傳感器的種類(lèi)及原理
時(shí)間:2020-04-26 01:32:25 點(diǎn)擊次數:482
壓力開(kāi)關(guān)的傳感器的種類(lèi)繁多,傳感器這個(gè)詞是壓力開(kāi)關(guān)術(shù)語(yǔ)中一個(gè)重要的詞,在生產(chǎn)與使用中常見(jiàn)的有壓力陶瓷壓力傳感器、擴散硅壓力傳感器、擴散硅壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中常用的一種傳感器,其廣泛應用于各種工業(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、機床、管道等眾多行業(yè),下面就簡(jiǎn)單介紹一些常用傳感器原理及其應用。
1、陶瓷壓力傳感器原理及應用
抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒(méi)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,使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的高度線(xiàn)性、與激勵電壓也成正比的電壓信號,標準的信號根據壓力量程的不同標定為2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等,可以和應變式傳感器相兼容。通過(guò)激光標定,傳感器具有很高的溫度穩定性和時(shí)間穩定性,傳感器自帶溫度補償0~70℃,并可以和絕大多數介質(zhì)直接接觸。
陶瓷是一種公認的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動(dòng)的材料。陶瓷的熱穩定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達-40~135℃,而且具有測量的高精度、高穩定性。電氣絕緣程度>2kV,輸出信號強,長(cháng)期穩定性好。高特性,低價(jià)格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發(fā)展方向,在歐美國家有替代其它類(lèi)型傳感器的趨勢,在中國也越來(lái)越多的用戶(hù)使用陶瓷傳感器替代擴散硅壓力傳感器。
2、擴散硅壓力傳感器原理及應用
工作原理被測介質(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(xiàn)路檢測這一變化,并轉換輸出一個(gè)對應于這一壓力的標準測量信號。
3、藍寶石壓力傳感器原理與應用
利用應變電阻式工作原理,采用硅-藍寶石作為半導體敏感元件,具有計量特性。藍寶石系由單晶體絕緣體元素組成,不會(huì )發(fā)生滯后、疲勞和蠕變現象;藍寶石比硅要堅固,硬度更高,不怕形變;藍寶石有著(zhù)非常好的彈性和絕緣特性(1000 OC以?xún)?,因此,利用硅-藍寶石制造的半導體敏感元件,對溫度變化不敏感,即使在高溫條件下,也有著(zhù)很好的工作特性;藍寶石的抗輻射特性強;另外,硅-藍寶石半導體敏感元件,無(wú)p-n漂移,因此,從根本上簡(jiǎn)化了制造工藝,提高了重復性,確保了高成品率。
用硅-藍寶石半導體敏感元件制造的壓力傳感器和變送器,可在惡劣的工作條件下正常工作,并且可靠性高、精度好、溫度誤差小、性?xún)r(jià)比高。
表壓壓力傳感器和變送器由雙膜片構成:鈦合金測量膜片和鈦合金接收膜片。印刷有異質(zhì)外延性應變靈敏電橋電路的藍寶石薄片,被焊接在鈦合金測量膜片上。被測壓力傳送到接收膜片上(接收膜片與測量膜片之間用拉桿堅固的連接在一起)。在壓力的作用下,鈦合金接收膜片產(chǎn)生形變,該形變被硅-藍寶石敏感元件感知后,其電橋輸出會(huì )發(fā)生變化,變化的幅度與被測壓力成正比。
傳感器的電路能夠保證應變電橋電路的供電,并將應變電橋的失衡信號轉換為統一的電信號輸出(0-5,4-20mA或0-5V)。在絕壓壓力傳感器和變送器中,藍寶石薄片,與陶瓷基極玻璃焊料連接在一起,起到了彈性元件的作用,將被測壓力轉換為應變片形變,從而達到壓力測量的目的。
4、壓電壓力傳感器原理與應用
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,壓電效應就是在這種晶體中發(fā)現的,在一定的溫度范圍之內,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)完全消失(這個(gè)高溫就是所謂的“居里點(diǎn)”)。由于隨著(zhù)應力的變化電場(chǎng)變化微小(也就說(shuō)壓電系數比較低),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,但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應用。磷酸二氫胺屬于人造晶體,能夠承受高溫和相當高的濕度,所以已經(jīng)得到了廣泛的應用。
現在壓電效應也應用在多晶體上,比如現在的壓電陶瓷,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。
壓電效應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(guò)外力作用后的電荷,只有在回路具有無(wú)限大的輸入阻抗時(shí)才得到保存。實(shí)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(dòng)態(tài)的應力。
如何挑選壓力開(kāi)關(guān)?只有了解了這些壓力開(kāi)關(guān)傳感器的工作原理才能正確的選擇合適的壓力開(kāi)關(guān)。有關(guān)于壓力開(kāi)關(guān)方面的問(wèn)題您都可以電話(huà)咨詢(xún)本公司。400-119-0288