壓力傳感器誤差及應(yīng)用領(lǐng)域

                                               壓力傳感器誤差及應(yīng)用領(lǐng)域

無法避免誤差

    在選擇壓力傳感器的時候我們要考慮他的綜合精度，而壓力傳感器的精度受哪些方面的影響呢?其實造成傳感器誤差的因素有很多，下面我們注意說四個無法避免的誤差，這是傳感器的初始誤差。

    首先的偏移量誤差：由于壓力傳感器在整個壓力范圍內(nèi)垂直偏移保持恒定，因此變換器擴(kuò)散和激光調(diào)節(jié)修正的變化將產(chǎn)生偏移量誤差。

    其次是靈敏度誤差：產(chǎn)生誤差大小與壓力成正比。如果設(shè)備的靈敏度高于典型值，靈敏度誤差將是壓力的遞增函數(shù)。如果靈敏度低于典型值，那么靈敏度誤差將是壓力的遞減函數(shù)。該誤差的產(chǎn)生原因在于擴(kuò)散過程的變化。

    第三是線性誤差：這是一個對壓力傳感器初始誤差影響較小的因素，該誤差的產(chǎn)生原因在于硅片的物理非線性，但對于帶放大器的傳感器，還應(yīng)包括放大器的非線性。線性誤差曲線可以是凹形曲線，也可以是凸形曲線稱重傳感器。

    最后是滯后誤差：在大多數(shù)情形中，壓力傳感器的滯后誤差完全可以忽略不計，因為硅片具有很高的機(jī)械剛度。一般只需在壓力變化很大的情形中考慮滯后誤差。

    壓力傳感器的這個四個誤差是無法避免的，我們只能選擇高精度的生產(chǎn)設(shè)備，利用高新技術(shù)來降低這些誤差，還可以在出廠的時候進(jìn)行一定的誤差校準(zhǔn)，盡最大的可能來降低誤差以滿足客戶的需要。

    安裝問題

正確安裝

    通常高溫熔體壓力傳感器的損壞都是由于其安裝位置不恰當(dāng)而引起的，如果將傳感器強(qiáng)行安裝在過小的孔或形狀不規(guī)則的孔中，就有可能造成傳感器的震動膜受到?jīng)_擊而損壞，選擇合適的工具加工安裝孔，有利于控制安裝孔的尺寸，另外，合適的安裝扭矩有利于形成良好的密封，但是如果安裝扭矩過高就容易引起高溫熔體壓力傳感器的滑脫，為防止這種現(xiàn)象發(fā)生，通常在傳感器安裝之前在其螺紋部分上涂抹防脫化合物。

1. 壓力傳感器正確安裝方法：

(1) 通過適當(dāng)?shù)膬x表， 在普通大氣壓和標(biāo)準(zhǔn)溫度條件下，核實壓力傳感器的頻率反應(yīng)值。

(2) 核實壓力傳感器的編碼與相應(yīng)的頻率反應(yīng)信號的正確性。

2. 確定具體安裝位置

為了確定壓力傳感器的編號和具體安裝位置， 需按充氣網(wǎng)的各個充氣段來考慮。

(1) 壓力傳感器必須沿著線纜進(jìn)行安裝， 最好安裝在線纜接頭處。

(2) 每條線纜裝設(shè)壓力傳感器不少于4個， 靠近電話局的兩個壓力傳感器， 相距不應(yīng)大干200m。

(3) 每條線纜的始端和末端分別安裝1個。

(4) 每條線纜的分支點(diǎn)應(yīng)裝1個， 如果兩個分支點(diǎn)相距較近(小于100 m)，可只裝1個。

(5) 線纜敷設(shè)方式(架空、地下)改變處應(yīng)裝1個

(6) 對無分支的線纜， 因壘線的線纜程式一致， 壓力傳感器的安裝隔距不大干500m， 并使其總數(shù)不少于4個。

(7) 為了便于確定壓力傳感器故障點(diǎn)， 除在起點(diǎn)安裝壓力傳感器外，距起點(diǎn)150~200m處，還要另外安裝1個當(dāng)然在設(shè)計中， 一定要考慮經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的因素， 在不需要安裝壓力傳感器的地方，則應(yīng)不必安裝。

檢查尺寸

    如果安裝孔的尺寸不合適，高溫熔體壓力傳感器在安裝過程中，其螺紋部分就很容易受到磨損，這不僅會影響設(shè)備的密封性能，而且使傳感器不能充分發(fā)揮作用，甚至還可能產(chǎn)生安全隱患。只有合適的安裝孔才能夠避免螺紋的磨損(螺紋工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1/2-20UNF2B)，通常可以采用安裝孔測量儀對安裝孔進(jìn)行檢測，以做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

常用術(shù)語

       壓力是工業(yè)生產(chǎn)中的重要參數(shù)之一，為了保證生產(chǎn)正常運(yùn)行，必須對壓力進(jìn)行監(jiān)測和控制。下面是壓力傳感器選型時常用的用語：

標(biāo)準(zhǔn)壓

      以大氣壓為標(biāo)準(zhǔn)表示的壓力大小，大于大氣壓的叫正壓；小于大氣壓的叫負(fù)壓。

絕對壓

    以絕對真空為標(biāo)準(zhǔn)表示的壓力大小。

相對壓

     對比較對象（標(biāo)準(zhǔn)壓）而言的壓力大小。

大氣壓

     指大氣壓力。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（1atm）相當(dāng)于高度為760mm水銀柱的壓力。

真空

     指低于大氣壓的壓力狀態(tài)。1Torr=1/760氣壓（atm）。

檢測壓力范圍

     指傳感器的適應(yīng)壓力范圍。

可承受壓力

    當(dāng)恢復(fù)到檢測壓力時，其性能不下降的可承受壓力。

往返精度

      當(dāng)一定溫度（23°C）下，當(dāng)增加、減少壓力時、用檢測壓力的全標(biāo)度值去除輸出進(jìn)行反轉(zhuǎn)的壓力值而得到的動作點(diǎn)的壓力變動值。

精度

      在一定溫度（23°C）下，當(dāng)加零壓力和額定壓力時，用全標(biāo)度值去除偏離輸出電流規(guī)定值（4mA、20mA）的值而得到的值。單位用%FS表示。

線性

      模擬輸出對檢測壓力呈線性變化，但與理想直線相比有偏差。用對全標(biāo)度值來說百分?jǐn)?shù)來表示這種偏差的值叫線性。

遲滯（線性）

     用零電壓和額定電壓在輸出電流（或電壓）值間畫出理想直線，把電流（或電壓）值與理想電流（或電壓）值之差作為誤差求出來，再求出壓力上升時和下降時的誤差值。用全標(biāo)度的電流（或電壓）值去除上述差的絕對值的最大值所得的值即為遲滯。單位用%FS表示。

遲滯

     用壓力的全標(biāo)度值去除輸出ON點(diǎn)壓力與OFF點(diǎn)壓力之差所得的值既是遲滯。

非腐蝕性氣體

     指空氣中含有的物質(zhì)（氮、二氧化碳等）與惰性氣體（氬、氖等） 。

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)中主要是來完成力的閉環(huán)控制。當(dāng)控制閥芯突然移動時，在極短的時間內(nèi)會形成幾倍于系統(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)計時沒有考慮到這樣的極端工況，任何壓力傳感器很快就會被破壞。需要使用抗沖擊的壓力傳感器，壓力傳感器實現(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，主要是因為安裝方便。此外還有一個原因是壓力傳感器還要承受來自液壓泵不間斷的壓力脈動。

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考慮，從價格上的考慮，還有從實際操作的安全性方便性來考慮，實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在一定程度上控制壓縮機(jī)帶來的壓力，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)正常啟動后，如果壓力值未達(dá)到上限，那么控制器就會打開進(jìn)氣口通過調(diào)整來使得設(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)的動作時，傳感器會分析這一系列信息，去推斷睡眠人睡覺處于一個什么狀態(tài)，然后通過對傳感器的分析，收集傳感器的信號得到心跳和呼吸節(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)然能將你一個晚上的睡眠壓縮成一首幾分鐘的音樂。

6.應(yīng)用于壓縮機(jī)，空調(diào)冷設(shè)備

         壓力傳感器常用于空氣壓力機(jī)，以及空調(diào)制冷設(shè)備，這類傳感器產(chǎn)品外形小巧、安裝方便、導(dǎo)壓口一般采用專用閥針式設(shè)計。