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深圳沧正传感仪器有限公司(沧正传感)是一家专门从事压力传感器、称重传感器、拉压力传感器、角度传感器及变送器与显示仪表研发、生产、销售于一体的企业。
选择压力传感器首先要确定测的是什么压力,压力传感器分为测机械压力和气压(液压),机械压力单位通常为N、KN、KGf等,气压液压单位通常为KPa、MPa、PSI等。本文讲述的是机械压力的选择。
1、对于机械压力,首先要考虑是测压力还是测拉力,如只测压力,选择压式测力传感器即可,如需测拉力则需要选择拉压力传感器。另外如需要联接工装或者压头,也选择拉压力传感器以方便工装清零。笔者曾经见过一个案例,客户选的是压式测力传感器,压力传感器往下压,首先压到工装,然后继续往下压,一直压到产品。这样,压力传感器首先受到力,然后产品才受到力,压力传感器和产品受到的力不相同,产品本身受到的力比压力传感器要小,在结构已定型的情况下,客户只能在PLC程序里加补偿值。这种情况,如果选择拉压型的传感器,把传感器和工装联接在一起就完全可以避免了。
2、量程的选择,为避免因过载损坏传感器,在精度允许的范围内,应尽量把量程选大。如用气缸或电缸驱动,应计算好气缸或电缸的推力,包括冲击力。
3、压力传感器外形尺寸的选择,如安装空间没有限制,可以选择尺寸稍大一点的传感器,尺寸大的传感器底部一般都有螺纹孔,安装方便,直接用螺丝固定,可以省去加工夹具的麻烦。另外,一般来说,尺寸稍大的传感器精度相对高一点。
4、环境温度对传感器工作有一定的影响,选择压力传感器的时候也应考虑温度的因素,如环境温度过高,应跟厂家说明,选用高温的传感器。
5、由于压力传感器输出的是毫伏信号,这个信号不是标准的模拟信号,应配套一个变送器,也叫放大器,把信号变送成标准的模拟信号或数字信号,如标准模拟量4-20mA、0-5V、0-10V,数字量RS232、RS485等。
6、如需现场显示,则需要配显示仪表,显示仪表和变送器二选一。如需接PLC或其他采集系统,需选带模拟量输出或者串行通讯的显示仪表。
压力传感器的误差主要由偏移量误差、灵敏度误差、线性误差和滞后误差构成:
1、灵敏度误差,产生误差大小与压力成正比。如果设备的灵敏度**典型值,灵敏度误差将是压力的递增函数。如果灵敏度低于典型值,那么灵敏度误差将是压力的递减函数。该误差的产生原因在于扩散过程的变化。 。
2、偏移量误差。由于在整个压力范围内垂直偏移保持恒定,因此变换器扩散和激光调节修正的变化将产生偏移量误差。
3、滞后误差:在大多数情形中,滞后误差完全可以忽略不计,因为硅片具有很高的机械刚度。一般只需在压力变化很大的情形中考虑滞后误差。
4、线性误差。这是一个对初始误差影响较小的因素,该误差的产生原因在于硅片的物理非线性,但对于带放大器的传感器,还应包括放大器的非线性。线性误差曲线可以是凹形曲线,也可以是凸形曲线。
为了**压力传感器精度,在安装和使用的过程中仍然有一些问题需要注意,安装和使用压力传感器应注意以下这些细节问题,以确保压力传感器测量精度和使用寿命:
1、按其说明中的压力传感器量程选定来确定所用传感器的额定载荷,压力传感器虽然本身具备一定的过载能力,但在安装和使用过程中应尽量避免此种情况。有时短时间的**载,也可能会造成传感器*损坏。
2、压力传感器要轻拿轻放,尤其对于用合金铝材料作为弹性体的小容量传感器,任何振动造成的冲击或者跌落,都很有可能造成很大的输出误差。
3、设计加载装置及安装时应**加载力的作用线与压力传感器受力轴线重合,使倾斜负荷和偏心负荷的影响减至小。
4、在水平调整方面。如果使用的是单只压力传感器的话,其底座的安装平面要使用水平仪调整直到水平;如果是多个传感器同时测量的情况,那么它们底座的安装面要尽量保持在一个水平面上,这样做的目的主要是为了**每个传感器所承受的力量基本一致。
5、压力传感器的底座安装面应尽可能的平整和清洁,没有任何油污或者胶膜等存在。安装底座本身应具备足够的强度和刚性,通常要求**传感器本身的强度和刚度。
6、压力传感器外壳、保护盖板、引线接头均经密封处理,用户不准打开。
7、为防止化学腐蚀.安装时宜用凡士林涂抹压力传感器外表面。应避免阳光直晒和环境温度剧变的场台使用,在无法避免时应加装防护或缓解装置。
8、为防止大电流直接窜过传感器本体而损坏传感器禁止在传感器安装后进行电焊作业。
9、在压力传感器加载装置两端加接铜编织线做的旁路器。
10、电缆线不宜自行加长,在确实需加长时应在接头处锡焊,并加防潮密封胶。
11、在压力传感器周围采用一些挡板把传感器罩起来。这样做的目的可防止杂物掉进传感器的运动部分,影响其测量精度。
12、传感器的电缆线应远离强动力电源线或有脉冲波的场所,无法避竞时应把压力传感器的电缆线单独穿入铁管内,并尽量缩短连接距离。
13、传感器应放在干燥通风无腐蚀性气体的室内。
14、在高度精度使用场合,应使压力传感器和仪表在预热30分钟后使用。
压力传感器分为机械压力传感器和气压(液压)压力传感器,机械压力传感器检测的是机械压力,比如电动缸(气缸、液压缸)的压力(推力),单位通常为公斤力或牛、磅等。
机械压力传感器通常采用电阻应变片原理,由弹性体、应变片、测量电路(惠斯登电桥)等组成,压力传感器受到外力作用后,粘贴在弹性体的应变片随之产生形变引起电阻变化,电阻变化使组成的惠斯登电桥失去平衡输出一个与外力成线性正比变化的电量电信号。
机械压力传感器按弹性体材质可分为铝制传感器和钢制传感器。
按测量形式可以分为压式传感器和拉压式传感器。
压式传感器,如沧正传感微型压力传感器CAZF-Y8,直径为8mm,高度为8mm,上面凸点为受力点。
拉压力传感器,如沧正传感器CAZF-LY51,直径51mm,高度71mm,上下螺杆受力,既可测压力也可测拉力,安装简单方便,螺杆连接固定便可,如需吊装工装,用这种测量形式的传感器更方便,配合显示控制仪方便清掉工装重量。