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三畅讲解压力传感器的3种主要类型
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三畅讲解压力传感器的3种主要类型

时间:2020-10-23 11:20:48

 市场上有许多类型的机电传感器。尽管如此,所有压力传感器都会通过在压力变化时测量传感器内部的物理变化来推断压力。这种物理变化可以是电阻,电容或频率。这里想回顾一下与工业压力龙8一起使用的所有类型的压力传感器,并解释该传感器的优缺点。但是,这并不是一个完整的列表,但确实涵盖了当前市场上90%的压力龙8y1K压力龙8_差压龙8_液位龙8_温度龙8

 
电容压力传感器
电容压力传感器是一种大型电容器,由一个固定板和一个可移动板形成,它们连接至隔膜的机械输出(通过填充液)。在板之间是介电材料。该传感器还具有为电容器供电的振荡器电路和电容检测器电路。
 
电容压力
电容压力
电容器通电后,过程膜片上的压力变化就会通过液压传递到可移动的板上,从而导致板之间的距离发生变化。距离的这种变化会改变极板之间的电容。电容检测器电路感测电容的变化。传感器中的电路的特征是知道电容的Y变化等于压力的X变化。这种类型的传感器的输出信号很小且模拟。必须精心设计电容检测器电路,以消除杂散电容的影响。作为模拟信号,必须使用A / D转换器将模拟信号转换为数字,以供龙8的处理电路使用。
 
好处
  • •良好的低压性能
  • •良好的真空范围性能
  • •成熟的设计(使用了50多年)
 
缺点
  • •电子复杂
  • •仅测量一个过程变量
  • •产生模拟输出信号(需要A / D转换器)
  • •低信噪比
  • •不能很好地处理过压事件
  • •没有用于温度补偿的温度传感器(必须RTD放置在传感器外部)
  • •它是无源传感器
  •  
这种传感器类型使用压阻效应来测量压力。压阻效应非常早由开尔文勋爵(Lord Kelvin)于1856年发现,它指出半导体的电阻随机械应力的变化而变化。过程压力的变化会引起机械应力。在运行过程中,过程膜片上的压力变化通过填充液以液压方式传递到传感器膜片上。传感器中的电路的特征是知道电阻的Y变化等于压力的X变化。
 
压电压力
压电压力
尽管可以使用不同类型的半导体,但是单晶硅由于其优异的性能而被非常广泛地使用。这些传感器使用四个压敏电阻相连,以形成惠斯通电桥电路,以非常大化传感器的输出并减少灵敏度误差。此类传感器的输出信号是模拟信号,因此必须使用A / D转换器将信号转换为数字格式,以供龙8的处理电路使用。
 
好处
  • 响应时间好
  • 易于制造
缺点
  • 受到高温的负面影响
  • 受到高静压的负面影响
  • 仅测量一个过程变量
  • 产生模拟输出信号(需要A / D转换器)
  • 无法很好地处理超压事件
  • 低信噪比
  • 没有用于温度补偿的温度传感器(RTD必须位于传感器外部)
  • 它是一个无源传感器
硅谐振传感器
硅谐振传感器是使用3D半导体微加工技术由单晶硅制成的。在传感器上形成两个“ H”形谐振器的图案,每个谐振器均以高频输出运行。
 
当施加压力时,桥同时受到应力,一个处于压缩状态,另一个处于拉伸状态。谐振频率的非常终变化会产生与施加压力成正比的高差分输出(kHz)。微处理器管理此简单的基于时间的功能。
 
微处理器可以直接从传感器接收数字信号,而无需通过A / D转换器。因此提高了发射机的整体精度,因为尽管很小,但是在转换的每个阶段中都有一定的出错可能性。
 
在压差应用中,微处理器还可以使用两个频率来确定静压。
 
因此,该传感器可以用一个传感器测量两个不同的过程属性。
 
好处
  • •非常稳定的可重复输出(消除 磁滞)
  • •高精度输出
  • •总数字信号
  • •极低的温度影响
  • •高信噪比
  • •传感器内置的温度传感器
  • •可预测
  • •它是有源传感器
 
缺点
  • •制造相对昂贵
  • •不能在核电站的“热”侧使用
 
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