壓力變送器不外傳的小知識(shí)

壓力變送器根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)有不同的分類(lèi)。

按照原理可分為：

電容式壓力變送器、電阻式壓力變送器、電感式壓力變送器、半導(dǎo)體式壓力變送器、高頻測(cè)量的壓電式壓力變送器等，其中電阻式壓力變送器用的多。

按照壓力敏感元件可分為：金屬式、陶瓷、擴(kuò)散硅、單晶硅、藍(lán)寶石、濺射薄膜等。

其中：

金屬壓力變送器精度差，但溫度影響小，適用于溫度范圍廣，精度要求低的領(lǐng)域；

陶瓷壓力傳感器精度好一點(diǎn)，但受溫度影響比較大，陶瓷還有個(gè)好處是耐沖擊，耐腐蝕，可以用在響應(yīng)的領(lǐng)域；

擴(kuò)散硅壓力變送精度很高，溫漂也很大，所以一般都要進(jìn)行溫度補(bǔ)償，才能用。而且即使溫度補(bǔ)償了過(guò)后，還是不能測(cè)量超過(guò)125℃以上的壓力。不過(guò)在常溫狀況下，擴(kuò)散硅的敏感系數(shù)是陶瓷的5倍，所以一般用在高精度測(cè)量領(lǐng)域；

單晶硅壓力變送器是工業(yè)實(shí)踐中精度的傳感器，是擴(kuò)散硅的升級(jí)版，當(dāng)然價(jià)格也隨之升級(jí)。目前，在單晶硅壓力器領(lǐng)域以日本橫河為代表。

藍(lán)寶石壓力變送器對(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*；無(wú)p-n 漂移；可在惡劣的工作條件下正常工作，并且可靠性高、精度好、溫度誤差極小、總體性?xún)r(jià)比高；

濺射薄膜壓力變送器不存在任何膠粘劑，比粘貼式應(yīng)變片傳感器顯示出高的長(zhǎng)期穩(wěn)定性與可靠性；受溫度影響小：在溫度變化100℃時(shí)，零點(diǎn)漂移僅為0.5%。其溫度性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于擴(kuò)散硅式壓力傳感器；另外還可直接與一般的腐蝕性介質(zhì)接觸。

三. 壓力變送器的原理

不同種類(lèi)壓力變送器在原理方面也有所不同。

電容式壓力變送器

當(dāng)壓力直接作用在測(cè)量膜片的表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變，測(cè)量膜片上的高精度電路將這個(gè)微小的形變變換成為與壓力成正比的高度線(xiàn)性、與激勵(lì)電壓也成正比的電壓信號(hào)，然后采用芯片將這個(gè)電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA電流信號(hào)或者1-5V電壓信號(hào)。

擴(kuò)散硅壓力變送器

被測(cè)介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上(一般是316L材質(zhì)膜片)，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，和用惠斯通電路檢測(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)。

單晶硅壓力變送器

壓阻式壓力傳感器利用單晶硅的壓阻效應(yīng)而構(gòu)成。采用單晶硅片為彈性元件，當(dāng)壓力發(fā)生變化時(shí)，單晶硅產(chǎn)生應(yīng)變，使直接擴(kuò)散在上面的應(yīng)變電阻產(chǎn)生與被測(cè)壓力成比例的變化，再由橋式電路獲得相應(yīng)的電壓輸出信號(hào)。

陶瓷壓力變送器

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(閉橋)，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(xiàn)性、與激勵(lì)電壓也成正比的電壓信號(hào)。一般用于空壓機(jī)壓力測(cè)量，使用陶瓷較多。

應(yīng)變片式壓力變送器

應(yīng)變片式壓力變送器應(yīng)用多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片是一種將被測(cè)件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號(hào)的敏感器件，有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。

通常是將應(yīng)變片通過(guò)特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。目前市面上應(yīng)變片式壓力變送器比較少見(jiàn)。

藍(lán)寶石壓力變送器

藍(lán)寶石壓力變送器利用應(yīng)變電阻式工作原理，采用高精度硅-藍(lán)寶石敏感組件,通過(guò)的放大電路,將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)。

濺射薄膜壓力變送器

濺射式壓力敏感元件是通過(guò)微電子工藝制造出來(lái)的，在彈性不銹鋼膜片表面上形成牢固而穩(wěn)定的惠斯通電橋。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)壓力作用于彈性不銹鋼膜片時(shí)，位于另一面的惠斯頓電橋則產(chǎn)生正比于壓力的電輸出信號(hào)。濺射薄膜由于其良好的抗沖擊性，往往被應(yīng)用到壓力頻繁沖擊的場(chǎng)合，如液壓設(shè)備等場(chǎng)合。

四. 壓力變送器的選型

壓力變送器在選型時(shí)需要注意幾點(diǎn)：

1. 變送器壓力量程值選擇

先確定系統(tǒng)中要確認(rèn)測(cè)量壓力的值，一般而言，需要選擇一個(gè)具有比值還要大1.5倍左右的壓力量程的變送器，或讓正常的壓力范圍，落在壓力變送器正常量程1/3~2/3處，也是常用的一個(gè)方法。

2. 什么樣的壓力介質(zhì)

黏性液體、泥漿會(huì)堵上壓力接口，溶劑或有腐蝕性的物質(zhì)會(huì)不會(huì)破壞變送器中與這些介質(zhì)直接接觸的材料。

一般的壓力變送器的接觸介質(zhì)部分的材質(zhì)采用的是316不銹鋼，如果介質(zhì)對(duì)316不銹鋼沒(méi)有腐蝕性，那么基本上所有的壓力變送器都適合對(duì)介質(zhì)壓力的測(cè)量；

如果介質(zhì)對(duì)316不銹鋼有腐蝕性，那么就要采用化學(xué)密封，采用間接測(cè)量的形式。如選用帶填充硅油的毛細(xì)管導(dǎo)壓，起到防止壓力變送器腐蝕，延長(zhǎng)了壓力變送器的壽命的作用。

3. 變送器需要的精度

決定精度的有：非線(xiàn)性、遲滯性、非重復(fù)性、溫度、零點(diǎn)偏置刻度、溫度的影響，精度越高，價(jià)格也就越高。一般選擇擴(kuò)散硅壓力變送器精度0.5級(jí)，0.25級(jí)，選擇電容式或者單晶硅的壓力變送器，精度在0.1級(jí)，甚至0.075級(jí)。

4. 變送器的過(guò)程連接

通常壓力變送器，都是安裝到管道或者罐體上，當(dāng)然也有小部分與流量計(jì)配套安裝使用的。壓力變送器的安裝形式通常有三種：螺紋、法蘭、卡箍，所以在壓力變送器選型前，也需將過(guò)程連接考慮進(jìn)去，如果是螺紋的，更需要確定是螺紋規(guī)格，是法蘭的就要考慮到是哪種公稱(chēng)通徑的法蘭規(guī)格等。

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