德國(guó)TURCK圖爾克壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中zui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),下面就簡(jiǎn)單介紹一些常用傳感器原理及其應(yīng)用。另有醫(yī)用壓力傳感器。 德國(guó)TURCK圖爾克壓力傳感器的接線方法: 傳感器的接線一向是客戶采購(gòu)過(guò)程咨詢得zui多的問(wèn)題之一,很多客戶都不知道傳感器如何連線,其實(shí)各種傳感器的接線方式基本都是一樣的,壓力傳感器一般有兩線制、三線制、四線制,有的還有五線制的。 德國(guó)TURCK圖爾克壓力傳感器兩線制比較簡(jiǎn)單,一般客戶都知道怎么接線,一根線連接電源正極,另一個(gè)線也就是信號(hào)線經(jīng)過(guò)儀器連接到電源負(fù)極,這種是zui簡(jiǎn)單的,壓力傳感器三線制是在兩線制基礎(chǔ)上加了一個(gè)線,這根線直接連接到電源的負(fù)極,較兩線制麻煩一點(diǎn)。四線制壓力傳感器肯定是兩個(gè)電源輸入端,另外兩個(gè)是信號(hào)輸出端。四線制的多半是電壓輸出而不是4~20mA輸出,4~20mA的叫壓力變送器,多數(shù)做成兩線制的。壓力傳感器的信號(hào)輸出有些是沒(méi)有經(jīng)過(guò)放大的,滿量程輸出只有幾十毫伏,而有些壓力傳感器在內(nèi)部有放大電路,滿量程輸出為0~2V。至于怎么接到顯示儀表,要看儀表的量程是多大,如果有和輸出信號(hào)相適應(yīng)的檔位,就可以直接測(cè)量,否則要加信號(hào)調(diào)整電路。五線制壓力傳感器與四線制相差不大,市面上五線制的傳感器也比較少。 螺紋類型 德國(guó)TURCK圖爾克壓力傳感器的螺紋有很多種,常見(jiàn)的有NPT、PT、G、M,都是管螺紋。NPT 是 National (American) Pipe Thread 的縮寫,屬於美國(guó)壓力傳感器標(biāo)準(zhǔn)的 60 度錐管螺紋,用于北美地區(qū).國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)可查閱 GB/T12716-1991PT 是 Pipe Thread 的縮寫,是 55 度密封圓錐管螺紋,屬惠氏壓力傳感器螺紋家族,多用於歐洲及英聯(lián)邦國(guó)家.常用於水及煤氣管行業(yè),錐度規(guī)定為 1:16。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)可查閱GB/T7306-2000G 是 55 度非螺紋密封管螺紋,屬惠氏壓力傳感器螺紋家族.標(biāo)記為 G 代表圓柱螺紋。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)可查閱GB/T7307-2001M 是公制普通螺紋,如M20*1.5表示直徑為20mm,螺距為1.5,如客戶無(wú)特殊要求,壓力傳感器一般為M20*1.5螺紋。另外螺紋中的1/4、1/2、1/8 標(biāo)記是指螺紋尺寸的直徑,單位是英寸。行內(nèi)人通常用分來(lái)稱呼螺紋尺寸,一寸等于8分,1/4 寸就是2分,如此類推。G 好像就是管螺紋的統(tǒng)稱(Guan),55、60度的劃分屬于功能性的,俗稱管圓。螺紋由一圓柱面加工而成。ZG俗稱管錐,即螺紋由一圓錐面加工而成,一般的水管壓力接頭都是這樣的,老國(guó)標(biāo)標(biāo)注為Rc公制螺紋用螺距來(lái)表示,美英制螺紋用每英寸內(nèi)的螺紋牙數(shù)來(lái)表示,這是壓力傳感器螺紋zui大的區(qū)別,公制螺紋是60度等邊牙型,英制螺紋是等腰55度牙型,美制螺紋60度。公制螺紋用公制單位,美英制螺紋用英制單位。管螺紋主要用來(lái)進(jìn)行壓力管道的連接,其內(nèi)外螺紋的配合緊密,壓力傳感器管螺紋有直管與錐管兩種。公稱直徑是指所連接的壓力管道直徑,顯然螺紋大徑比公稱直徑大。 1/4,1/2,1/8是英制螺紋的公稱直徑,單位是英寸。 德國(guó)TURCK圖爾克壓力傳感器的安裝問(wèn)題: 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(guò)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(dòng)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(guò)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. 德國(guó)TURCK圖爾克壓力傳感器正確安裝方法: (1) 通過(guò)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(shí)壓力傳感器的頻率反應(yīng)值。 (2) 核實(shí)壓力傳感器的編碼與相應(yīng)的頻率反應(yīng)信號(hào)的正確性。 2. 確定具體安裝位置 為了確定德國(guó)TURCK圖爾克壓力傳感器的編號(hào)和具體安裝位置, 需按充氣網(wǎng)的各個(gè)充氣段來(lái)考慮。 (1) 壓力傳感器必須沿著線纜進(jìn)行安裝, 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(gè), 靠近局的兩個(gè)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(gè)。 (4) 每條線纜的分支點(diǎn)應(yīng)裝1個(gè), 如果兩個(gè)分支點(diǎn)相距較近(小于100 m),可只裝1個(gè)。 (5) 線纜敷設(shè)方式(架空、地下)改變處應(yīng)裝1個(gè) (6) 對(duì)無(wú)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(gè)。 (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(gè)當(dāng)然在設(shè)計(jì)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。 德國(guó)TURCK圖爾克壓力傳感器的檢查尺寸: 如果安裝孔的尺寸不合適,高溫熔體壓力傳感器在安裝過(guò)程中,其螺紋部分就很容易受到磨損,這不僅會(huì)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??梢圆捎冒惭b孔測(cè)量?jī)x對(duì)安裝孔進(jìn)行檢測(cè),以做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 德國(guó)TURCK圖爾克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*;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(guò)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。 德國(guó)TURCK圖爾克壓力傳感器的應(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) 德國(guó)TURCK圖爾克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(méi)有考慮到這樣的工況,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*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) 德國(guó)TURCK圖爾克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(jiàn)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(guò)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(kāi)進(jìn)氣口通過(guò)調(diào)整來(lái)使得設(shè)備達(dá)到zui大功率。 3.應(yīng)用于注塑模具 德國(guó)TURCK圖爾克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(guò)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 德國(guó)TURCK圖爾克壓力傳感器技術(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(kāi)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 德國(guó)TURCK圖爾克壓力傳感器本身無(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(jué)處于一個(gè)什么狀態(tài),然后通過(guò)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),zui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(lè)。 6.應(yīng)用于壓縮機(jī),空調(diào)冷設(shè)備 德國(guó)TURCK圖爾克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)壓口一般采用閥針式設(shè)計(jì)。 德國(guó)TURCK圖爾克壓力傳感器我們經(jīng)常使用,我們?cè)谑褂眠^(guò)程中一定要注意保護(hù)壓力傳感器,因?yàn)閴毫鞲衅麟m然有不銹鋼保護(hù),但是壓力傳感器還是很容易損壞的,尤其的使用不當(dāng)很容易造成壓力傳感器損壞導(dǎo)致?lián)p失。 首先肯定是傳感器超量程使用,不要施加超過(guò)額定耐壓力的壓力。若施加了耐壓力以上的壓力,可能引起破損。其次是使用環(huán)境,避免在有可燃性和爆炸性氣體的環(huán)境下使用。還有就是電源電壓和負(fù)載短路,使用時(shí)請(qǐng)不要超過(guò)使用電壓范圍。若施加了使用電壓范圍以上的電壓,則可能引起破裂或燒毀。避免使負(fù)載短路。否則可能引起破裂或燒毀。還有一點(diǎn)比較少見(jiàn)就是誤布線,避免對(duì)電源的極性等進(jìn)行錯(cuò)誤布線。否則可能引起破裂或燒毀。 德國(guó)TURCK圖爾克壓力傳感器再在使用的時(shí)候一定要學(xué)會(huì)如何保護(hù)它,否則它很容易被損壞從而造成生產(chǎn)上的損失,當(dāng)然只要我們按廠家說(shuō)明書正確操作,避免上述的幾個(gè)問(wèn)題,壓力傳感器還是可以長(zhǎng)時(shí)間工作的。有些壓力傳感器能用到幾年甚至十幾年。主要是要學(xué)會(huì)如何保護(hù)它。 德國(guó)TURCK圖爾克壓力傳感器的故障與檢測(cè): 常見(jiàn)故障 德國(guó)TURCK圖爾克壓力傳感器容易出現(xiàn)的故障主要有以下幾種: *種是壓力上去,變送器輸也上不去。此種情況,先應(yīng)檢查壓力接口是否漏氣或者被堵住,如果確認(rèn)不是,檢查接線方式和檢查電源,如電源正常則進(jìn)行簡(jiǎn)單加壓看輸出是否變化,或者察看傳感器零位是否有輸出,若無(wú)變化則傳感器已損壞,可能是儀表?yè)p壞或者整個(gè)系統(tǒng)的其他環(huán)節(jié)的問(wèn)題; 第二種是加壓變送器輸出不變化,再加壓變送器輸出突然變化,泄壓變送器零位回不去,很有可能是壓力傳感器密封圈的問(wèn)題。常見(jiàn)的是由于密封圈規(guī)格原因,傳感器擰緊之后密封圈被壓縮到傳感器引壓口里面堵塞傳感器,加壓時(shí)壓力介質(zhì)進(jìn)不去,但在壓力大時(shí)突然沖開(kāi)密封圈,壓力傳感器受到壓力而變化。排除這種故障的*方法是將傳感器卸下,直接察看零位是否正常,若零位正??筛鼡Q密封圈再試; 第三種是變送器輸出信號(hào)不穩(wěn)。這種故障有可能是壓力源的問(wèn)題。壓力源本身是一個(gè)不穩(wěn)定的壓力,很有可能是儀表或壓力傳感器抗干擾能力不強(qiáng)、傳感器本身振動(dòng)很厲害和傳感器故障;第四種是變送器與指針式壓力表對(duì)照偏差大。出現(xiàn)偏差是正常的現(xiàn)象,確認(rèn)正常的偏差范圍即可; zui后一種易出現(xiàn)的故障是微差壓變送器安裝位置對(duì)零位輸出的影響。微差壓變送器由于其測(cè)量范圍很小,變送器中傳感元件會(huì)影響到微差壓變送器的輸出。安裝時(shí)應(yīng)使變送器的壓力敏感件軸向垂直于重力方向,安裝固定后調(diào)整變送器零位到標(biāo)準(zhǔn)值。 零點(diǎn)漂移 造成德國(guó)TURCK圖爾克壓力傳感器的零點(diǎn)漂移的主要有以下幾個(gè)原因: 1.應(yīng)變片膠層有氣泡或者有雜質(zhì) 2.應(yīng)變片本身性能不穩(wěn)定 3.電路中有虛焊點(diǎn) 4.彈性體的應(yīng)力釋放不*;此外還和磁場(chǎng),頻率,溫度等很多有關(guān)系。電漂或一些漂移都會(huì)存在,但我們可以通過(guò)一些方式縮小其范圍或修正。 零點(diǎn)熱漂移是影響壓力傳感器性能的重要指標(biāo),受到廣泛重視。上認(rèn)為零點(diǎn)熱漂移僅取決于力敏電阻的不等性及其溫度非線性,其實(shí)零點(diǎn)熱漂移還與力敏電阻的反向漏電有關(guān)。在這點(diǎn)上,多晶硅可以吸除襯底中的重金屬雜質(zhì),從而減小力敏電阻的反向漏電、改善零點(diǎn)熱漂移,提高傳感器的性能。 縮小電漂移和修正電漂移還有哪些方式呢?零點(diǎn)電漂移除了影響壓力傳感器的測(cè)量精度和降低靈敏度之外,還有哪些重要影響呢? 利用零點(diǎn)電漂移可以消除壓力傳感器的熱零點(diǎn)漂移,所謂零點(diǎn)漂移,是指當(dāng)放大器的輸入端短路時(shí),在輸入端有不規(guī)律的、變化緩慢的電壓產(chǎn)生的現(xiàn)象。產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的主要原因是溫度的變化對(duì)晶體管參數(shù)的影響以及電源電壓的波動(dòng)等,在多數(shù)放大器中,前級(jí)的零點(diǎn)漂移影響zui大,級(jí)數(shù)越多和放大倍數(shù)越大,則零點(diǎn)漂移越嚴(yán)重。 漂移的大小主要在于應(yīng)變材料的選用,材料的結(jié)構(gòu)或是組成決定其穩(wěn)定性或是熱敏性。 材料選好后的加工制成也很重要,工藝不同,會(huì)生產(chǎn)出不同效果的應(yīng)變值,關(guān)鍵也在于通過(guò)一些老化等調(diào)節(jié)后,電橋值的穩(wěn)定或程規(guī)律的變化。 漂移的調(diào)節(jié)手段很多,大都根據(jù)廠家的條件或生產(chǎn)需求所決定,大多數(shù)廠家對(duì)零點(diǎn)漂移都控制得很好。溫度調(diào)節(jié)可通過(guò)內(nèi)部溫度電阻和制熱零敏度電阻補(bǔ)償、老化等。 對(duì)于采用電路轉(zhuǎn)換的變壓器中,電路部份的漂移可用通過(guò)選用好的元器件和設(shè)計(jì)更合適的電路來(lái)補(bǔ)償。 應(yīng)變材料要選靈敏系數(shù)高、溫度變化小的材料。 德國(guó)TURCK圖爾克壓力傳感器的故障檢測(cè): 檢查施工現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的故障,絕大多數(shù)是由于壓力傳感器使用和安裝方法不當(dāng)引起的,歸納起來(lái)有幾個(gè)方面。 1、一次元件(孔板、遠(yuǎn)傳測(cè)量接頭等)堵塞或安裝形式不對(duì),取壓點(diǎn)不合理。 2、引壓管泄漏或堵塞,充液管里有殘存氣體或充氣管里有殘存液體,變送器過(guò)程法蘭中存有沉積物,形成測(cè)量死區(qū)。 3、變送器接線不正確,電源電壓過(guò)高或過(guò)低,指示表頭與儀表接線端子連接處接觸不良。 4、沒(méi)有嚴(yán)格按照技術(shù)要求安裝,安裝方式和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境不符合技術(shù)要求。
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