压力传感器如何选型_详解压力传感器的选型步骤

压力传感器是一种由压力敏感元件组成的仪器,用于确定施加到传感器上的实际压力(使用不同的工作原理),并将压力信息转换为输出信号。

一、压力传感器的工作原理

压力传感器可以使用许多不同的技术来提供精确的结果。

基于应变的压力传感器使用应变仪作为压力敏感元件,通常通过将金属箔应变仪或膜片粘合到圆柱形弹性体上。应变原理压力传感器的最大优点是具有极高的刚度,可以测量高达15000 bar的极高压力。电气连接通常由惠斯通电桥完成,具有极高的精度和一致的测量结果。

电容式压力传感器利用压力室和膜片产生可变电容。当施加压力时,膜片变形,电容相应减小。通过测量电路,可以输出与电压有一定关系的电信号。这些传感器被限制在大约40巴的低压。

压阻式压力传感器由主要由硅制成的隔膜组成,集成应变仪用于检测由施加的压力引起的应变。惠斯通电桥通常用于降低灵敏度和增加输出。由于所使用的材料,压力被限制在大约1000巴。

与上述技术不同的是,谐振式压力传感器利用测量机构谐振频率的变化来测量施加压力引起的应力。根据该传感器的设计,谐振元件可以暴露于介质,其中谐振频率取决于介质的密度。通常这些传感器对冲击和振动很敏感。

此外,不使用测量体的其他压力传感器是热或电离压力传感器,它们通过利用由于带电粒子的流动而引起的密度变化来测量所施加的压力。

二、压力测量类别

有许多特征可以对压力传感器进行分类,包括它们测量的压力范围、工作温度范围或它们测量的压力类型。

绝对压力传感器用于测量相对于参考室(接近真空)的压力。

表压传感器或相对压力传感器用于测量相对于当前大气压的压力。

密封表压传感器类似于表压传感器,但它们测量的压力是相对于固定压力而不是当前的大气压力。

压差传感器可以确定两个压力之间的差异,并可用于测量压降、液位和流量。

绝对压力传感器的明显优点是它总是测量相同的参考压力(真空),因此不受大气压力和温度变化的影响。

三、如何选择压力传感器?

1、确认压力传感器的类型。

(1)机电式:产品内部机械结构是由弹簧、杠杆、调节螺丝、金属罩等组装而成的压力传感器。和接触模块。内部没有处理电路,都是压力开关的形式,输出通断。一般可以通过螺丝调节或设定动作阈值;它体积大,但更便宜,也不太精确。

(2)电子式:所有压力传感器都有陶瓷或金属测量隔离膜片,与被测物质直接接触。作用在隔膜表面上的压力导致隔膜轻微变形。传感器可以通过形变测量弹簧电阻或电容的原理来感知形变的大小,并通过后期的机械和电路(桥)设备输出相应的开关动作或模拟信号。

2、确认安装类型。

控制回路或电源回路。

3、确认测量压力的类型。

压力类型主要有表压、绝对压力和差压。

(1)表压是指以大气压力为基准,小于或大于大气压力的压力;

(2)绝对压力是指在绝对压力零点的基础上高于绝对压力零点的压力;

(3)压差是指两个压力之差。

4、确认测量范围。

一般情况下,80%的量程是根据实际测量的压力选取的。

5、确认电源和输出信号。

提供四种输出信号选择,包括继电器输出、固态输出和模拟输出(4 ~ 20ma或0 ~ 10v)。(用于电子压力传感器)

其中固态输出分为单段开关和双段开关。

6、确认系统的最大过载。

系统的最大过载应小于压力传感器的过载保护极限,否则会影响产品的使用寿命,甚至损坏产品。

7、确认压力接口形式。

主要包括:G1/4A(BSP)、1/4NPT、SAE 7/16-20 UNF、4G1/4(BSP)、G3/8等。

8、确认测量介质和接触材料之间的兼容性。

在某些测量场合,测量介质具有腐蚀性。此时,需要选择与测量介质兼容的材料或进行特殊工艺处理,以确保变送器不受损坏。

9、确认精确度水平。

变送器的测量误差按精度等级分类,不同的精度对应不同的基本误差限值(以满量程输出的百分比表示);在实际应用中,根据测量误差的控制要求和适用性、经济性原则进行选择。

10、确认工作温度范围。

测量介质的温度应在变送器的工作温度范围内。如果超温使用,会造成较大的测量误差,影响使用寿命。在压力变送器的生产过程中,会对温度影响进行测量和补偿,以保证产品因温度影响而引起的测量误差在准确度等级要求的范围内。在温度较高的情况下,可以考虑选择高温压力传感器或者采取安装冷凝器、散热器等辅助降温措施。

11、确认工作环境和其他。

需要知道是否有振动和电磁干扰等。并在选型时提供相关信息,以便采取相应的处理措施;在选择时,还应根据情况考虑电气连接等其他方法。