壓力傳感器的分類、工作原理、安裝問題及注意事項
壓力傳感器的分類、工作原理、安裝問題及注意事項
定義：
壓力傳感器(Pressure Transducer)是能感受壓力信號，并能按照一定的規(guī)律將壓力信號轉(zhuǎn)換成可用的輸出的電信號的器件或裝置。壓力傳感器通常由壓力敏感元件和信號處理單元組成。按不同的測試壓力類型，壓力傳感器可分為表壓傳感器、差壓傳感器和絕壓傳感器。壓力傳感器是工業(yè)實踐中為常用的一種傳感器，其廣泛應(yīng)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)，下面就簡單介紹一些常用傳感器原理及其應(yīng)用。另有醫(yī)用壓力傳感器。
分類：
多傳感器信息融合技術(shù)的基本原理就像人的大腦綜合處理信息的過程一樣，將各種傳感器進行多層次、多空間的信息互補和優(yōu)化組合處理，終產(chǎn)生對觀測環(huán)境的一致性解釋。在這個過程中要充分地利用多源數(shù)據(jù)進行合理支配與使用，而信息融合的終目標則是基于各傳感器獲得的分離觀測信息，通過對信息多級別、多方面組合導(dǎo)出更多有用信息。這不僅是利用了多個傳感器相互協(xié)同操作的優(yōu)勢，而且也綜合處理了其它信息源的數(shù)據(jù)來提高整個傳感器系統(tǒng)的智能化。
壓力傳感器是使用為廣泛的一種傳感器。傳統(tǒng)的壓力傳感器以機械結(jié)構(gòu)型的器件為主，以彈性元件的形變指示壓力，但這種結(jié)構(gòu)尺寸大、質(zhì)量重，不能提供電學(xué)輸出。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體壓力傳感器也應(yīng)運而生。其特點是體積小、質(zhì)量輕、準確度高、溫度特性好。特別是隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體傳感器向著微型化發(fā)展，而且其功耗小、可靠性高。
工作原理：
1、壓阻式壓力傳感器
電阻應(yīng)變片是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。
2、陶瓷壓力傳感器
陶瓷壓力傳感器基于壓阻效應(yīng)，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，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，標準的信號根據(jù)壓力量程的不同標定為2.0/3.0/3.3mV/V等，可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。
3、擴散硅壓力傳感器：
擴散硅壓力傳感器工作原理也是基于壓阻效應(yīng)，利用壓阻效應(yīng)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，利用電子線路檢測這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個對應(yīng)于這一壓力的標準測量信號。
4、藍寶石壓力傳感器：
利用應(yīng)變電阻式工作原理，采用硅-藍寶石作為半導(dǎo)體敏感元件，具有的計量特性。因此，利用硅-藍寶石制造的半導(dǎo)體敏感元件，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;藍寶石的抗輻射特性*;另外，硅-藍寶石半導(dǎo)體敏感元件，無p-n漂移。
5、壓電式壓力傳感器：
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。
安裝問題：
通常高溫熔體壓力傳感器的損壞都是由于其安裝位置不恰當而引起的，如果將傳感器強行安裝在過小的孔或形狀不規(guī)則的孔中，就有可能造成傳感器的震動膜受到?jīng)_擊而損壞，選擇合適的工具加工安裝孔，有利于控制安裝孔的尺寸，另外，合適的安裝扭矩有利于形成良好的密封，但是如果安裝扭矩過高就容易引起高溫熔體壓力傳感器的滑脫，為防止這種現(xiàn)象發(fā)生，通常在傳感器安裝之前在其螺紋部分上涂抹防脫化合物。
1. 壓力傳感器正確安裝方法：
(1) 通過適當?shù)膬x表， 在普通大氣壓和標準溫度條件下，核實壓力傳感器的頻率反應(yīng)值。
(2) 核實壓力傳感器的編碼與相應(yīng)的頻率反應(yīng)信號的正確性。
2. 確定具體安裝位置
為了確定壓力傳感器的編號和具體安裝位置， 需按充氣網(wǎng)的各個充氣段來考慮。
(1) 壓力傳感器必須沿著線纜進行安裝， hao安裝在線纜接頭處。
(2) 每條線纜裝設(shè)壓力傳感器不少于4個， 靠近電話局的兩個壓力傳感器， 相距不應(yīng)大干200m。
(3) 每條線纜的始端和末端分別安裝1個。
(4) 每條線纜的分支點應(yīng)裝1個， 如果兩個分支點相距較近(小于100 m)，可只裝1個。
(5) 線纜敷設(shè)方式(架空、地下)改變處應(yīng)裝1個
(6) 對無分支的線纜， 因壘線的線纜程式一致， 壓力傳感器的安裝隔距不大干500m， 并使其總數(shù)不少于4個。
(7) 為了便于確定壓力傳感器故障點， 除在起點安裝壓力傳感器外，距起點150~200m處，還要另外安裝1個當然在設(shè)計中， 一定要考慮經(jīng)濟與技術(shù)的因素， 在不需要安裝壓力傳感器的地方，則應(yīng)不必安裝。
檢查尺寸
如果安裝孔的尺寸不合適，高溫熔體壓力傳感器在安裝過程中，其螺紋部分就很容易受到磨損，這不僅會影響設(shè)備的密封性能，而且使傳感器不能充分發(fā)揮作用，甚至還可能產(chǎn)生安全隱患。只有合適的安裝孔才能夠避免螺紋的磨損(螺紋工業(yè)標準1/2-20UNF2B)，通常可以采用安裝孔測量儀對安裝孔進行檢測，以做出適當?shù)恼{(diào)整。
注意事項：
首先，要避免變送器跟具有腐蝕性和溫度過高的介質(zhì)接觸以避免損壞它;導(dǎo)壓管安裝的位置hao是在溫度波動較小的場合;在測量一些介質(zhì)具有很高的溫度的時候，必須要接上冷凝器，這是因為要避免變送器在工作的時候溫度超過一定的限度;要保持好導(dǎo)管里的暢通無阻;在寒冷的冬天使用時，如果變送器安裝在室外的話，還得注意采取好防凍的措施，這是為了不讓引壓口里的液體因為結(jié)冰的緣故導(dǎo)致它的體積膨脹起來，這樣容易損害傳感器;使用者在接線的時候，要把電纜穿過防水的接頭又或者是繞性管然后將密封螺帽給擰緊，這是可以防止液體這些東西經(jīng)過電纜滲漏到變送器的殼體里面。現(xiàn)在來說一下在測量液體壓力和氣體壓力時的注意事項，大家要區(qū)分清楚。在測量液體壓力的時候，取壓口必須要開在流程管道的側(cè)面的地方，這是為了防止有渣滓沉淀的緣故，還有這個時候安裝變送器的地方應(yīng)該防止有其他液體的沖擊，避免傳感器因為受到的壓力過大而損壞。而在測量氣體壓力的時候，這個取壓口就必須開在流程管道的頂端位置，注意這是跟測量液體壓力的時候的差異，然后變送器必須要安裝在流程管道的上部，這是方便已經(jīng)積累的液體可以容易地注入到流程管道中去。
在日常生活中使用和購買壓力傳感器都需要都它有一定的了解，特別在使用的時候，如果沒有了解好注意事項的話，很容易導(dǎo)致機器發(fā)生故障或者損壞傳感器現(xiàn)象的發(fā)生，又或者是導(dǎo)致測量度下降甚至數(shù)據(jù)有誤。
