如何選擇工控壓力傳感器
2018-05-16
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1、問： 傳感器測(cè)量的是何種壓力?答 您首先要考慮的是您的系統(tǒng)的zui大壓力。
答：一般您需要的壓力傳感器壓力范圍zui大值應(yīng)該達(dá)到您系統(tǒng)zui大壓力值的1.5倍。我們建議的這些額外的壓力范圍是由于許多的系統(tǒng)，特別是水壓和過程控制，有壓力尖峰或者連續(xù)的脈沖。這些尖峰可能會(huì)達(dá)到“zui大”壓力的五倍甚至十倍，且可以造成傳感器的損壞。連續(xù)的高壓脈沖，接近或者超過傳感器的zui大額定壓力，也會(huì)縮短傳感器的壽命。但是僅僅提高傳感器額定壓力并不是萬全之策，因?yàn)檫@會(huì)犧牲傳感器的分辨率。您可以使用緩沖器來減弱尖峰,但是這也僅僅是一個(gè)折中方案，因?yàn)檫@會(huì)降低傳感器的響應(yīng)速度。
所有的壓力傳感器都在設(shè)計(jì)成能在2億個(gè)周期中承受zui大壓力而不會(huì)降低性能。您在選擇傳感器的時(shí)候需要在系統(tǒng)性能與傳感器壽命之間找到一個(gè)折中的解決方案。
2、問： 什么是壓力介質(zhì)?
答：另外一個(gè)在選擇傳感器時(shí)需要考慮的關(guān)鍵因素是所測(cè)量的介質(zhì)。在壓力頭上是否會(huì)是粘性液體或者漿狀物質(zhì)?與傳感器接觸的是否是溶解性或者腐蝕性介質(zhì)還是干凈干燥的空氣?
3、問： 傳感器需要達(dá)到什么樣的精度?
答：度是制造商們用來描述傳感器輸出誤差常用的一個(gè)術(shù)語。這些誤差可能來源于非線性，遲滯，不可重復(fù)性，溫度，零點(diǎn)平衡，校正和濕度效應(yīng)。許多制造商，將度為非線性，遲滯和不可重復(fù)性的綜合影響。對(duì)許多傳感器來說，“度”會(huì)由于溫度，零點(diǎn)平衡等因素而比標(biāo)稱值更低。
“技術(shù)名詞”部分更加詳細(xì)地解釋了這些術(shù)語。擁有更高度的傳感器的成本會(huì)更高，那么您的系統(tǒng)真的需要這么高的度嗎?使用高度傳感器和低分辨率儀器組成的系統(tǒng)其實(shí)是一種低效率的解決方案。
4、問： 傳感器的耐溫性如何?
答：壓力傳感器，像所有物理設(shè)備系統(tǒng)一樣，會(huì)在溫度的環(huán)境下會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤甚至無法使用。一般每個(gè)傳感器將會(huì)有兩個(gè)溫度范圍，分別是工作范圍和補(bǔ)償范圍。補(bǔ)償范圍包含在工作范圍之內(nèi)。
工作范圍是指在這個(gè)范圍內(nèi)，傳感器通電后可以暴露在介質(zhì)中而不會(huì)發(fā)生損壞。但是，這并不表示當(dāng)處于補(bǔ)償范圍以外的時(shí)候其性能也能達(dá)到標(biāo)稱的規(guī)格(溫度系數(shù))。
補(bǔ)償范圍一般是在工作范圍之內(nèi)的一段更狹窄的范圍。在這個(gè)范圍內(nèi)，傳感器確?？梢赃_(dá)到標(biāo)稱的規(guī)格。溫度的改變通過兩種方法影響傳感器，其一是造成零點(diǎn)漂移，其二是影響整個(gè)量程的輸出。傳感器規(guī)格說明應(yīng)該將這些誤差以下列形式列出：±x%滿量程/°C, ±x%讀數(shù)/°C, ±x%整個(gè)溫度補(bǔ)償范圍內(nèi)滿量程，或者±x%整個(gè)溫度補(bǔ)償范圍內(nèi)讀數(shù)。如果沒有這些參數(shù)會(huì)給你在使用中造成不確定。那么傳感器輸出的改變是由于壓力變化還是溫度變化呢?在理解如何使用傳感器的時(shí)候，溫度效應(yīng)將是zui復(fù)雜的部分。
5、問：應(yīng)該使用何種輸出?
答：幾乎所有的傳感器都有毫伏輸出，或者電壓放大，或者毫安，或者頻率輸出。您所選擇的輸出類型依賴與您的傳感器與系統(tǒng)控制或者顯示部件之間的距離，噪音，以及其他電氣干擾，還有是否需要放大，*放置放大器的位置等。對(duì)于許多的原始設(shè)備制造商來說，他們的控制元件和傳感器距離很短，所以毫伏輸出一般就足夠了而且成本較低。
如果您需要將傳感器輸出放大，那么使用另外一個(gè)有內(nèi)置放大器的傳感器更加簡(jiǎn)單。在長(zhǎng)距離電纜，或者有大電氣噪音區(qū)域內(nèi)，就需要毫安輸出或者頻率輸出了。在有很強(qiáng)射頻干擾和電磁干擾的環(huán)境中，您就需要考慮在毫安和頻率輸出外在額外增加一些屏蔽或這過濾設(shè)備了。
6、問： 什么是激勵(lì)電壓?
答：輸出的類型可能就決定了您需要的激勵(lì)電壓。許多放大式傳感器都有內(nèi)置的電壓調(diào)節(jié)器，可以在很大范圍的未調(diào)節(jié)電壓源下工作。有些傳感器是有比例的，需要已調(diào)節(jié)的激勵(lì)源。所使用的電源將會(huì)決定您是使用已調(diào)節(jié)電源還是未調(diào)節(jié)電源。這需要在系統(tǒng)成本和所有激勵(lì)源之間作出折中的選擇。
7、問： 我需要傳感器具有互換性嗎?
答：對(duì)于不同的系統(tǒng)來說傳感器的互換性都很重要嗎，或者您會(huì)校正系統(tǒng)的每一個(gè)部分嗎?這是非常重要的問題，特別是對(duì)于原始設(shè)備制造商。當(dāng)您把產(chǎn)品送到客戶手里之后，進(jìn)行校正的成本是很高的。如果您的傳感器具有互換性，那么您就可以在系統(tǒng)中換掉傳感器而仍然保持參數(shù)不變。
8、問： 傳感器需要什么程度的時(shí)間穩(wěn)定性?
答：大多數(shù)傳感器會(huì)隨時(shí)間有所“漂移”。了解長(zhǎng)時(shí)間的傳感器穩(wěn)定度是非常重要的。這個(gè)先期工作需要可以減少將來可能遇到的問題。
9、問： 傳感器需要怎樣的堅(jiān)固程度?
答：一個(gè)非常令用戶頭疼的因素常常遇到，那就是傳感器到底需要怎樣的機(jī)械強(qiáng)度，特別是其外殼?考慮傳感器將會(huì)應(yīng)用到的環(huán)境是非常重要的。是否是在高濕度或水蒸氣環(huán)境?是否有高強(qiáng)度震動(dòng)或沖擊?在選擇外殼類型的時(shí)候這些問題都要考慮周到。
10、問： 我怎樣將傳感器連接到自己的電氣系統(tǒng)中?
答：傳感器上的短電纜是否夠用?或者，在長(zhǎng)電纜應(yīng)用中，是否需要在傳感器上加一個(gè)連接器?大多數(shù)的壓力傳感器可以提供電纜或者連接器。
