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    壓力傳感器在工業(yè)中的應(yīng)用及原理
    專欄:技術(shù)支持
    發(fā)布日期:2017-11-17
    閱讀量:5773
    作者:佚名
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    壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最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(jī)床、管道等眾多行業(yè)。并且在不同環(huán)境下,需要使用不同類型的壓力傳感器,以避免誤差。

    壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最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(jī)床、管道等眾多行業(yè)。并且在不同環(huán)境下,需要使用不同類型的壓力傳感器,以避免誤差。

    不同壓力傳感器的工作原理

    1、壓阻式力傳感器: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(jī)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(gè)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(gè)與壓力成正比的高度線性、與激勵(lì)電壓也成正比的電壓信號(hào),標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)根據(jù)壓力量程的不同標(biāo)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(kuò)散硅壓力傳感器:擴(kuò)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(cè)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(cè)這一變化,并轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量信號(hào)。

    4、藍(lán)寶石壓力傳感器:利用應(yīng)變電阻式工作原理,采用硅-藍(lán)寶石作為半導(dǎo)體敏感元件,具有無(wú)與倫比的計(jì)量特性。因此,利用硅-藍(lán)寶石制造的半導(dǎo)體敏感元件,對(duì)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(lán)寶石的抗輻射特性極強(qiáng);另外,硅-藍(lán)寶石半導(dǎo)體敏感元件,無(wú)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(cè)量,因?yàn)榻?jīng)過外力作用后的電荷,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(cè)量動(dòng)態(tài)的應(yīng)力。

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    壓力傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域

    壓力傳感器主要應(yīng)用于:增壓缸、增壓器、氣液增壓缸、氣液增壓器、壓力機(jī),壓縮機(jī),空調(diào)制冷設(shè)備等領(lǐng)域。

    1、應(yīng)用于液壓系統(tǒng)

    壓力傳感器在液壓系統(tǒng)中主要是來(lái)完成力的閉環(huán)控制。當(dāng)控制閥芯突然移動(dòng)時(shí),在極短的時(shí)間內(nèi)會(huì)形成幾倍于系統(tǒng)工作壓力的尖峰壓力。在典型的行走機(jī)械和工業(yè)液壓中,如果設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮到這樣的極端工況,任何壓力傳感器很快就會(huì)被破壞。需要使用抗沖擊的壓力傳感器,壓力傳感器實(shí)現(xiàn)抗沖擊主要有2種方法,一種是換應(yīng)變式芯片,另一種方法是外接盤管,一般在液壓系統(tǒng)中采用第一種方法,主要是因?yàn)榘惭b方便。此外還有一個(gè)原因是壓力傳感器還要承受來(lái)自液壓泵不間斷的壓力脈動(dòng)。

    2.應(yīng)用于安全控制系統(tǒng)

    壓力傳感器在安全控制系統(tǒng)中經(jīng)常應(yīng)用,主要針對(duì)的領(lǐng)域是空壓機(jī)自身的安全管理系統(tǒng)。在安全控制領(lǐng)域有很多傳感器應(yīng)用,壓力傳感器作為一種非常常見的傳感器,在安全控制系統(tǒng)中應(yīng)用也不足為奇。

    在安全控制領(lǐng)域應(yīng)用一般從性能方面來(lái)考慮,從價(jià)格上的考慮,還有從實(shí)際操作的安全性方便性來(lái)考慮,實(shí)際證明選擇壓力傳感器的效果非常好。壓力傳感器利用機(jī)械設(shè)備的加工技術(shù)將一些元件以及信號(hào)調(diào)節(jié)器等裝置安裝在一塊很小的芯片上面。所以體積小也是它的優(yōu)點(diǎn)之一,除此之外,價(jià)格便宜也是它的另一大優(yōu)點(diǎn)。在一定程度上它能夠提高系統(tǒng)測(cè)試的準(zhǔn)確度。在安全控制系統(tǒng)中,通過在出氣口的管道設(shè)備中安裝壓力傳感器來(lái)在一定程度上控制壓縮機(jī)帶來(lái)的壓力,這算是一定的保護(hù)措施,也是非常有效的控制系統(tǒng)。當(dāng)壓縮機(jī)正常啟動(dòng)后,如果壓力值未達(dá)到上限,那么控制器就會(huì)打開進(jìn)氣口通過調(diào)整來(lái)使得設(shè)備達(dá)到最大功率。

    3.應(yīng)用于注塑模具

    壓力傳感器在注塑模具中有著重要的作用。壓力傳感器可被安裝在注塑機(jī)的噴嘴、熱流道系統(tǒng)、冷流道系統(tǒng)和模具的模腔內(nèi),它能夠測(cè)量出塑料在注模、充模、保壓和冷卻過程中從注塑機(jī)的噴嘴到模腔之間某處的塑料壓力。

    4.應(yīng)用于監(jiān)測(cè)礦山壓力

    傳感器技術(shù)作為礦山壓力監(jiān)控的關(guān)鍵性技術(shù)之一。一方面,我們應(yīng)該正確應(yīng)用已有的各種傳感器來(lái)為采礦行業(yè)服務(wù);另一方面,作為傳感器廠家還要研制和開發(fā)新型壓力傳感器來(lái)適應(yīng)更多的采礦行業(yè)應(yīng)用。壓力傳感器有多種,而基于礦山壓力監(jiān)測(cè)的特殊環(huán)境,礦用壓力傳感器主要有:振弦式壓力傳感器、半導(dǎo)體壓阻式壓力傳感器、金屬應(yīng)變片式壓力傳感器、差動(dòng)變壓器式壓力傳感器等。這些傳感器在礦產(chǎn)行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用,具體使用哪種傳感器還有根據(jù)具體的采礦環(huán)境進(jìn)行選擇。

    5.應(yīng)用于促進(jìn)睡眠

    壓力傳感器本身無(wú)法促進(jìn)睡眠,我們只是將壓力傳感器放在床墊地下,由于壓力傳感器具有高靈敏度,當(dāng)人發(fā)生翻身、心跳以及呼吸等有關(guān)的動(dòng)作時(shí),傳感器會(huì)分析這一系列信息,去推斷睡眠人睡覺處于一個(gè)什么狀態(tài),然后通過對(duì)傳感器的分析,收集傳感器的信號(hào)得到心跳和呼吸節(jié)奏等睡眠的數(shù)據(jù),最后將所有數(shù)據(jù)處理譜成一首段的曲目,當(dāng)然能將你一個(gè)晚上的睡眠壓縮成一首幾分鐘的音樂。

    上一頁(yè):二氧化碳傳感器介紹工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景介紹
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