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选择合适的压力传感器
来源:赛斯维传感器网 发表于 2022/7/15

在大多数工业过程的控制中,测量压力是必要的。


压力传感器将压力信息转换成电信号。大多数压力传感器在施加到两侧的压力差的影响下测量膜的变形。制造商对这些产品使用不同的术语。虽然“压力传感器”和“压力感测器”可以被视为同义词,但术语“压力变送器”是指配备有测量电子设备的压力传感器,可以传送标准化的输出信号。


在本采购指南中,我们只介绍传感器,并不介绍变送器。


有哪些不同类型的压力传感器?

在选择压力传感器时,需要了解三种类型的压力,每种压力对应不同的传感器。


大多数压力传感器的测量膜在压力作用下会变形,而了解这个变形值是很重要的。 由于膜有两面,在第二面施加另一个压力,测量的变形实际上是膜两面压差的结果。


根据此“参考”压力,可以考虑三种类型的压力和传感器:


绝对压力:在绝对压力传感器中,膜的第二面处于真空状态,其变形与测量的压力正好对应。

相对压力:在相对压力传感器中,膜的第二面承受大气压,因此其变形与测量压力和环境压力之间的差值相对应。

差分压力:压差传感器有2个输入端,膜的每侧各有一个,因此其变形与2个输入端之间的压差相对应。


为什么选择绝对压力传感器?

绝对压力传感器和相对压力传感器之间的区别在于, 绝对压力传感器测量相对于参考压力(即真空)的压力, 而相对压力传感器是指环境大气压力,因此测量过程压力和大气压力之间的差异。


选择传感器时,首先要遵循的标准是:是否要知道与大气压相比的压力?


绝对压力传感器是唯一能够测量大气压力的传感器,因此可以用来测量大气压力。 主要用途有基于海拔变化时大气压差的海拔测量。


由于天气变化,大气压力可能会变化约30 mbar,如果传感器的高度发生变化(海平面与2,000 m高度之间的变化),则大气压力可能会变化约200 mbar。 因此,对于相同的测量压力值,相对压力传感器可能由于大气压力的变化而有测量误差。 在测量高压时,这个误差可以忽略不计,但对于低压测量来说,这个误差很明显。 在这种情况下,最好使用绝对压力传感器。


为什么选择相对压力传感器?

不要忘记绝对压力传感器和相对压力传感器之间的差异。 绝对压力传感器测量相对于参考压力(即真空)的压力, 而相对压力传感器参考环境大气压力,因此测量过程压力与大气压力之间的差。


选择传感器时,首先要遵循的标准是:是否要知道与大气压相比的压力?


当您想消除大气压力对测量的影响时,相对压力传感器非常有效。 例如,当使用压力传感器测量容器中液体的静水压力以确定其液位时,由于容器中液体的表面也受到大气压力的影响,相对压力传感器仅允许测量静水压力,消除大气压力变化的影响。


为什么选择压差压力传感器?

压差传感器有两个压力输入,当您想知道两点之间的压差时使用。

例如,它可用于需要通过压降装置进行流量测量的应用中。


应该选择哪种技术的传感器?

一旦确定了需要测量的压力类型,就可以专注于传感器技术。


在压阻压力传感器中,压力对敏感元件施加力,使其电阻发生变化。 压阻式压力传感器灵敏度高,坚固耐用且具有良好的热阻,但其输出信号较弱。


在压电压力传感器中,压力对敏感元件施加力,使其电阻发生变化。 这种传感器有很宽的测量范围和很好的热阻。 但是,它们的输出信号较弱,并且精度不如压阻传感器。


在 电容压力传感器 中,膜是电容板的一部分。 在压力下,薄膜变形,从而改变电容器的电容。 这种传感器提供了很好的精度和灵敏度,可以测量mbar范围内的低压。 然而,电容传感器不能很好地处理振动,因为它们会使测量结果不稳定。


如何选择压力传感器?

一旦确定了需要测量绝对压力,相对压力还是压差,并选择了一种传感器技术,您仍需要根据以下标准选择正确的型号:


首先,考虑到正常条件和可能的偶尔压力变化,选择一个测量范围与需要测量的压力范围相对应的传感器是很重要的。


工作温度也很重要。 大多数传感器的工作范围为-25°c至100°c。 除此之外,有必要使用能够承受更高温度的传感器。


与其他传感器一样,需要选择输出信号与测量或控制回路相对应的压力传感器。


最后一个重要的选择标准是传感器的配置以及如何安装到测量点。 大多数传感器是带螺纹的,可以轻松地安装在管道、水箱等的喷嘴上。也有带法兰的传感器、焊接在电路板上的微型传感器等。安装冲洗隔膜传感器也有其优点。 在这种配置中,传感器膜片与管壁齐平,避免了由于材料堆积在无流动区域而造成的堵塞问题。 这种配置对于包含固体元素的液体非常有用,尤其是在食品工业中。

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