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常用压力传感器的应用注意要点

常用压力传感器的应用注意要点

我们都知道传感器是重要的仪器仪表之一,而且传感器的种类很多,压力传感器是应用比较多的一种,比较常用压力传感器更是有很多种。

由于结构不同,压力传感器可以分为测定绝对压力、对大气的相对压力和差压。测定绝对压力时,传感器内自身带有真空参考压,所测压力与大气压力无关,是相对于真空的压力。对大气的相对压力是以大气压力为参考压,因此传感器弹性膜一侧始终与大气是连通的。由于大气压力与离地面的高度、四季中大气中水汽含量的变化以及不同地点和组成大气的各种气体的含量的变化有关。因此,所测得的相对压力便与上述因素有关。此外,还可从传感器弹性膜两侧分别导人流体压力,这样能测定流体不同地点或流体间的差压。针对不同用途应选用不同结构的压力传感器。

压力量程的选用应主要考虑三个方面的因素:即传感器的最大过压能力、精度与压力量程的关系和传感器的价格与压力量程的关系。对于传感器的最大过压能力,传感器承受静压力与动压力情况下是有很大区别的。后者往往会出现冲击压力,甚至冲击波。冲击压力远高于静压力。如果选用的最大工作压力量程是指静压力的话,传感器在承受动压力时,应选用较大的过压能力。否则冲击压力很容易达到极限耐压,使压力传感器受到破坏。

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对于精度与压力量程的关系。压力传感器的热零点漂移和热灵敏度漂移系数及非线性误差是影响传感器精度的重要指标。对同一压力传感器来说,热零点漂移系数随工作压力增加而减小,而热灵敏度系数和非线性误差随工作压力增加而增加。因此,工作压力增加有利于减小热零点漂移,而不利于热灵敏度漂移和非线性误差。热零点漂移比较大时,提高工作压力量程有利于提高压力传感器的精度。热零点漂移比较小时,减小工作压力量程有利于提高精度。对不同压力量程的传感器来说,灵敏度是不同的。低压力量程传感器的灵敏度高分辨率自然也高。

对于传感器的价格与压力量程的关系,一般来说,013-1MPa的压力传感器的价格较便宜,011MPa以下或1MPa以上的压力传感器价格比较贵。测定2-3kPa压力时可选购10-50kPa的压力传感器。特别是使用者自己设计和选用补偿电路时,能使精度进一步提高。这样可以使成本大幅度降低。一般而言,质量好的压力传感器,满量程输出都可以达到100mV/10V.如果只用一半的压力量程,则对应的输出便只有50mV/10V.因此最大工作量程应尽可能接近产品说明书上所标明的该压力传感器的量程级。

广义的讲,凡是利用压电材料各种物理效应构成的种类繁多的传感器,都可称为压力传感器。它们在工业、军事和民用等各方面得到一定的应用。

压电式压力传感器可用来测量压力范围为104-106Pa、频率为Hz至几十Hz(甚至上百千Hz)的动态压力,在内燃机的气缸、油管、进排气管的压力测量、枪炮的膛压、生物医学及航空航天等领域都得到广泛的应用。它们的弹性元件是由膜片、膜盒等把压力收集起来,转换成集中力,再传递给压电元件。为了保证静态特性及其稳定性,通常多采用石英晶片并联组合方式。

(1)确保弹性膜片与后传力件有良好的面接触,用以实现减小滞后与线性误差,提高静、动态特性;

(5)要考虑加速度、温度等环境干扰的补偿。

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