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ALTHEN壓力傳感器選型
ALTHEN壓力傳感器選型
althen傳感器選型說明：
1、確認(rèn)壓力傳感器的類型
(1)機(jī)電式：產(chǎn)品內(nèi)部式機(jī)械結(jié)構(gòu)，經(jīng)過繃簧、杠桿、調(diào)理螺絲、金屬罩殼等以及觸點(diǎn)模塊裝置而成的壓力傳感器，內(nèi)部不含處理電路，且均為輸出量是開關(guān)量的壓力開關(guān)形式。一般均可經(jīng)過螺絲調(diào)理或設(shè)定動作的閾值;體積較龐大，但較廉價(jià)，精度較低。
(2)電子式：壓力傳感器均有陶瓷或金屬的丈量隔離膜片，隔離膜片與被檢測物質(zhì)直接接觸，作用在膜片表面的壓力使膜片發(fā)生細(xì)小的形變，傳感器內(nèi)部能夠經(jīng)過形變丈量繃簧電阻或電容器原理感知該形變的大小程度，經(jīng)往后級的機(jī)械、電路(電橋)設(shè)備輸出相應(yīng)開關(guān)動作或模擬量信號。
2、確認(rèn)裝置類型
控制回路還是動力回路。
3、確認(rèn)丈量壓力的類型
壓力類型主要有表壓、絕壓、差壓等。
(1)表壓是指以大氣壓力為基準(zhǔn)，小于或大于大氣壓力的壓力;
(2)絕壓是指以肯定壓力零位為基準(zhǔn)，高于肯定壓力零位的壓力;
(3)差壓是指兩個(gè)壓力之間的差值。
4、確認(rèn)丈量規(guī)模
一般狀況下，按實(shí)際丈量壓力為丈量規(guī)模的80%選取。
5、確認(rèn)供電電源和輸出信號
提供四種輸出信號挑選，包含繼電器輸出、固態(tài)輸出和模擬量輸出(4～20mA或0～10V)。(針對電子式壓力傳感器)其中固態(tài)輸出又分為單段開關(guān)和雙段開關(guān)。
6、確認(rèn)體系的大過載
體系的大過載應(yīng)小于壓力傳感器的過載維護(hù)極限，否則會影響產(chǎn)品的運(yùn)用壽命，乃至損壞產(chǎn)品。
7、確認(rèn)壓力接口形式
主要包含：G1/4A(BSP)、1/4NPT、SAE7/16-20UNF、4×G1/4(BSP)、G3/8等。
8、確認(rèn)丈量介質(zhì)與接觸材質(zhì)的兼容性
在某些丈量場合，丈量介質(zhì)具有腐蝕性，此時(shí)需選用與丈量介質(zhì)兼容的資料或進(jìn)行特殊的工藝處理，保證變送器不被損壞。
9、確認(rèn)準(zhǔn)確度等級
變送器的丈量差錯(cuò)按準(zhǔn)確度等級進(jìn)行劃分，不同的準(zhǔn)確度對應(yīng)不同的基本差錯(cuò)限(滿量程輸出的百分?jǐn)?shù)表明);實(shí)際應(yīng)用中，依據(jù)丈量差錯(cuò)的控制要求并本著適用經(jīng)濟(jì)的原則進(jìn)行挑選。
10、確認(rèn)工作溫度規(guī)模
丈量介質(zhì)溫度應(yīng)處于變送器工作溫度規(guī)模內(nèi)，如超溫運(yùn)用，將會產(chǎn)生較大的丈量差錯(cuò)并影響運(yùn)用壽命;在壓力變送器的出產(chǎn)過程中，會對溫度影響進(jìn)行丈量和補(bǔ)償，以保證產(chǎn)品受溫度影響產(chǎn)生的丈量差錯(cuò)處于準(zhǔn)確度等級要求的規(guī)模內(nèi)。在溫度較高的場合，能夠考慮挑選高溫型壓力傳感器或采取裝置冷凝管(器)、散熱器等輔佐降溫辦法。
11、確認(rèn)現(xiàn)場工作環(huán)境狀況及其它
需了解是否存在振動以及電磁干擾等，并在選型時(shí)提供相關(guān)信息，以便采取相應(yīng)處理;在選型時(shí)，其他如電氣連接方式等也應(yīng)依據(jù)狀況予以考慮。
壓力傳感器是使用為廣泛的一種傳感器，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)。
傳統(tǒng)的壓力傳感器以機(jī)械結(jié)構(gòu)型的器件為主，以彈性元件的形變指示壓力，但這種結(jié)構(gòu)尺寸大、質(zhì)量重，不能提供電學(xué)輸出。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體壓力傳感器也應(yīng)運(yùn)而生。其特點(diǎn)是體積小、質(zhì)量輕、準(zhǔn)確度高、溫度特性好。特別是隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體傳感器向著微型化發(fā)展，而且其功耗小、可靠性高。
半導(dǎo)體壓電阻型：半導(dǎo)體壓電阻抗擴(kuò)散壓力傳感器是在薄片表面形成半導(dǎo)體變形壓力，通過外力（壓力）使薄片變形而產(chǎn)生壓電阻抗效果，從而使阻抗的變化轉(zhuǎn)換成電信號。
靜電容量型：靜電容量型壓力傳感器，是將玻璃的固定極和硅的可動極相對而形成電容，將通過外力（壓力）使可動極變形所產(chǎn)生的靜電容量的變化轉(zhuǎn)換成電氣信號。（E8Y的動作原理便是靜電容量方式，其他機(jī)種采用半導(dǎo)體方式）。
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。
壓力傳感器
壓力傳感器測量壓力，表壓和差壓。
壓力傳感器測量壓力，表壓和差壓。傳感器基于很新的pizoresistive箔應(yīng)變儀和電感測量方法，并提供模擬或數(shù)字輸出。壓力傳感器用于各種介質(zhì)和應(yīng)用中的測量，例如水壓監(jiān)測，航空航天和制動系統(tǒng)。
性能參數(shù)
壓力傳感器的種類繁多，其性能也有較大的差異，如何選擇較為適用的傳感器，做到經(jīng)濟(jì)、合理的使用。
1.額定壓力范圍
額定壓力范圍是滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值的壓力范圍。也就是在高和低溫度之間，傳感器輸出符合規(guī)定工作特性的壓力范圍。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)傳感器所測壓力在該范圍之內(nèi)。
2.大壓力范圍
大壓力范圍是指傳感器能長時(shí)間承受的大壓力，且不引起輸出特性長時(shí)間性改變。特別是半導(dǎo)體壓力傳感器，為提高線性和溫度特性，一般都大幅度減小額定壓力范圍。因此，即使在額定壓力以上連續(xù)使用也不會被損壞。一般大壓力是額定壓力高值的2－3倍。
3.損壞壓力
損壞壓力是指能夠加在傳感器上且不使傳感器元件或傳感器外殼損壞的大壓力。
4.線性度
線性度是指在工作壓力范圍內(nèi)，傳感器輸出與壓力之間直線關(guān)系的大偏離。
5.壓力遲滯
為在室溫下及工作壓力范圍內(nèi)，從小工作壓力和大工作壓力趨近某一壓力時(shí)，傳感器輸出之差。
6.溫度范圍
壓力傳感器的溫度范圍分為補(bǔ)償溫度范圍和工作溫度范圍。補(bǔ)償溫度范圍是由于施加了溫度補(bǔ)償，精度進(jìn)入額定范圍內(nèi)的溫度范圍。工作溫度范圍是保證壓力傳感器能正常工作的溫度范圍。
技術(shù)參數(shù)（量程15MPa-200MPa）
參數(shù)單位技術(shù)指標(biāo)參數(shù)單位技術(shù)指標(biāo)
靈敏度mV/V1.0±0.05靈敏度溫度系數(shù)
≤%F·S/10℃±0.03
非線性
≤%F·S±0.02～±0.03
工作溫度范圍℃
-20℃～+80℃
滯后
≤%F·S±0.02～±0.03
輸入電阻Ω400±10Ω
重復(fù)性
≤%F·S±0.02～±0.03
輸出電阻Ω350±5Ω
蠕變
≤%F·S/30min±0.02
安全過載≤%F·S150%F·S
零點(diǎn)輸出
≤%F·S±2
絕緣電阻MΩ≥5000MΩ(50VDC)
零點(diǎn)溫度系數(shù)
≤%F·S/10℃±0.03
推薦激勵(lì)電壓V10V-15V
工作原理
1、壓阻式壓力傳感器
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，標(biāo)準(zhǔn)的信號根據(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，利用電子線路檢測這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)對應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測量信號。
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)測量，因?yàn)榻?jīng)過外力作用后的電荷，只有在回路具有無限大的輸入阻抗時(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量動態(tài)的應(yīng)力。
防腐技巧
壓力傳感器被應(yīng)用于各行各業(yè)，尤其是工業(yè)上應(yīng)用非常多的壓力傳感器，但是工業(yè)上一般要求壓力傳感器能夠防腐蝕，壓力傳感器接頭和腔體采用進(jìn)口不銹鋼整體加工，作為壓力變送器彈體的不銹鋼材料耐蝕性高、衰減性能好，可以監(jiān)測任何與316L相兼容的介質(zhì)。下面我們還來介紹一下壓力傳感器的防腐技巧。
首先，了解被測介質(zhì)是否與316L相兼容：316，317L合金在100小時(shí)5%鹽霧測試中，都沒有出現(xiàn)腐蝕。其次，在選購傳感器產(chǎn)品時(shí)，向供應(yīng)商咨詢介質(zhì)對壓力傳感器是否有影響；通過對彈體耐腐蝕材料的選擇，以便達(dá)到用戶使用的需求。后，我們可以采用隔離辦法：壓力變送器前有鉬2鈦和鉭片，膜片與彈道管之間用甲基硅油傳送壓力，小量程可做到0～100kPa，如果膜片材料還不耐腐，則可加一層F46膜片，但儀表靈敏度有所降低。也可直接用F46作隔離膜片，傳遞液可選用氟油，則可起雙重隔離作用。
壓力傳感器在使用過程中一旦發(fā)現(xiàn)其不能與介質(zhì)兼容就必須馬上更換傳感器，對應(yīng)一些特殊的介質(zhì)我們可以采用特殊的材質(zhì)或者特殊的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行測量，壓力傳感器未來肯定會得到更加廣泛的應(yīng)用，所以作為廠家我們要積極開發(fā)新型壓力傳感器來適應(yīng)需要。
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(shí)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。
壓
以真空為標(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(shí)，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(shí)、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(shí)，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(shí)和下降時(shí)的誤差值。用全標(biāo)度的電流（或電壓）值去除上述差的值的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）。
趨勢
1.主要垂直行業(yè)，包括石油和天然氣、汽車和醫(yī)療保健的技術(shù)進(jìn)步導(dǎo)致了多種應(yīng)用程序以及壓力傳感器功能的演變。
2.汽車領(lǐng)域是壓力傳感器的重要的用戶之一，汽車生產(chǎn)的激增導(dǎo)致對壓力傳感器和相關(guān)組件的需求不斷增加。
3.機(jī)動車安全已成為整個(gè)汽車行業(yè)的重要方面，圍繞此項(xiàng)特性的嚴(yán)格的政府法規(guī)有助于促進(jìn)汽車行業(yè)壓力傳感器的需求增長。
4.基于微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)和納機(jī)電系統(tǒng)(NEMS)的技術(shù)一直以來廣受大眾歡迎，采用量大增，導(dǎo)致壓力傳感器市場的增長。
5.消費(fèi)電子壓力傳感器使用量大大增加，成為整個(gè)市場發(fā)展快的應(yīng)用領(lǐng)域。
6.終端使用行業(yè)如汽車和醫(yī)療保健市場趨于成熟成為阻礙北美和歐洲壓力傳感器市場的一大挑戰(zhàn)。
7.在亞洲國家，如中國、日本、印度和韓國快速的工業(yè)化和機(jī)動車生產(chǎn)都可以歸結(jié)為亞太壓力傳感器市場的發(fā)展。
8.亞太和中東地區(qū)的智能城市基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展持有巨大的未來增長潛力。
9.消費(fèi)者購買壓力傳感器對其安裝和更換不斷飆升的成本心存憂慮，可能會影響壓力傳感器市場。
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10.在過去的幾年中，壓力傳感器市場取得了迅速進(jìn)展，對競爭格局產(chǎn)生了積極影響，為市場引入了新的參與者并擴(kuò)大了市場現(xiàn)有參與者的范圍。
現(xiàn)代傳感器在原理與結(jié)構(gòu)上千差萬別，如何根據(jù)具體的測量目的、測量對象以及測量環(huán)境合理地選用傳感器，是在進(jìn)行某個(gè)量的測量時(shí)首先要解決的問題。當(dāng)傳感器確定之后，與之相配套的測量方法和測量設(shè)備也就可以確定了。測量結(jié)果的成敗，在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理。
1、根據(jù)測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型
要進(jìn)行—個(gè)具體的測量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。因?yàn)?，即使是測量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據(jù)被測量的特點(diǎn)和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題：量程的大小；被測位置對傳感器體積的要求；測量方式為接觸式還是非接觸式；信號的引出方法，有線或是非接觸測量；傳感器的來源，國產(chǎn)還是進(jìn)口，價(jià)格能否承受，還是自行研制。
在考慮上述問題之后就能確定選用何種類型的傳感器，然后再考慮傳感器的具體性能指標(biāo)。
2、靈敏度的選擇
通常，在傳感器的線性范圍內(nèi)，希望傳感器的靈敏度越高越好。因?yàn)橹挥徐`敏度高時(shí)，與被測量變化對應(yīng)的輸出信號的值才比較大，有利于信號處理。但要注意的是，傳感器的靈敏度高，與被測量無關(guān)的外界噪聲也容易混入，也會被放大系統(tǒng)放大，影響測量精度。因此，要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比，盡量減少從外界引入的廠擾信號。
傳感器的靈敏度是有方向性的。當(dāng)被測量是單向量，而且對其方向性要求較高，則應(yīng)選擇其它方向靈敏度小的傳感器；如果被測量是多維向量，則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。
3、頻率響應(yīng)特性
傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測量的頻率范圍，必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測量條件，實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總有—定延遲，希望延遲時(shí)間越短越好。
傳感器的頻率響應(yīng)高，可測的信號頻率范圍就寬，而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響，機(jī)械系統(tǒng)的慣性較大，因有頻率低的傳感器可測信號的頻率較低。
在動態(tài)測量中，應(yīng)根據(jù)信號的特點(diǎn)(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機(jī)等)響應(yīng)特性，以免產(chǎn)生過火的誤差。
4、線性范圍
傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。以理論上講，在此范圍內(nèi)，靈敏度保持定值。傳感器的線性范圍越寬，則其量程越大，并且能保證一定的測量精度。在選擇傳感器時(shí)，當(dāng)傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求。
但實(shí)際上，任何傳感器都不能保證的線性，其線性度也是相對的。當(dāng)所要求測量精度比較低時(shí)，在一定的范圍內(nèi)，可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的，這會給測量帶來極大的方便。
5、穩(wěn)定性
傳感器使用一段時(shí)間后，其性能保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性。影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外，主要是傳感器的使用環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須要有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。
在選擇傳感器之前，應(yīng)對其使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器，或采取適當(dāng)?shù)拇胧?，減小環(huán)境的影響。
傳感器的穩(wěn)定性有定量指標(biāo)，在超過使用期后，在使用前應(yīng)重新進(jìn)行標(biāo)定，以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化。
在某些要求傳感器能長期使用而又不能輕易更換或標(biāo)定的場合，所選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴(yán)格，要能夠經(jīng)受住長時(shí)間的考驗(yàn)。
6、精度
精度是傳感器的一個(gè)重要的性能指標(biāo)，它是關(guān)系到整個(gè)測量系統(tǒng)測量精度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高，其價(jià)格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個(gè)測量系統(tǒng)的精度要求就可以，不必選得過高。這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡單的傳感器。
如果測量目的是定性分析的，選用重復(fù)精度高的傳感器即可，不宜選用量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得的測量值，就需選用精度等級能滿足要求的傳感器。
對某些特殊使用場合，無法選到合適的傳感器，則需自行設(shè)計(jì)制造傳感器。自制傳感器的性能應(yīng)滿足使用要求。
ALTHEN壓力傳感器選型