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壓力傳感器的壓力變送器的選型常識(shí) 傳感器選購(gòu)指南

時(shí)間:2020-05-30    來(lái)源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     

導(dǎo)讀: 一個(gè)在選擇傳感器時(shí)需要考慮的關(guān)鍵因素是所測(cè)量的介質(zhì)。在壓力頭上是否會(huì)是粘性液體或者漿狀物質(zhì)?與傳感器接觸的是否是溶解性或者腐蝕性介質(zhì)還是干凈干燥的空氣?

1、傳感器測(cè)量的是何種壓力?

答:您首先要考慮的是您的系統(tǒng)的大壓力。一般您需要的壓力傳感器壓力范圍大值應(yīng)該達(dá)到您系統(tǒng)大壓力值的1.5倍。我們建議的這些額外的壓力范圍是由于許多的系統(tǒng),特別是水壓和過(guò)程控制,有壓力尖峰或者連續(xù)的脈沖。這些尖峰可能會(huì)達(dá)到“大”壓力的五倍甚至十倍,且可以造成傳感器的損壞。連續(xù)的高壓脈沖,接近或者超過(guò)傳感器的大額定壓力,也會(huì)縮短傳感器的壽命。但是僅僅提高傳感器額定壓力并不是萬(wàn)全之策,因?yàn)檫@會(huì)犧牲傳感器的分辨率。您可以使用緩沖器來(lái)減弱尖峰,但是這也僅僅是一個(gè)折中方案,因?yàn)檫@會(huì)降低傳感器的響應(yīng)速度。

所有的壓力傳感器都在設(shè)計(jì)成能在2億個(gè)周期中承受大壓力而不會(huì)降低性能。您在選擇傳感器的時(shí)候需要在系統(tǒng)性能與傳感器壽命之間找到一個(gè)折中的解決方案。

2、什么是壓力介質(zhì)?

答:另外一個(gè)在選擇傳感器時(shí)需要考慮的關(guān)鍵因素是所測(cè)量的介質(zhì)。在壓力頭上是否會(huì)是粘性液體或者漿狀物質(zhì)?與傳感器接觸的是否是溶解性或者腐蝕性介質(zhì)還是干凈干燥的空氣?

3、傳感器需要達(dá)到什么樣的精度?

答:度是制造商們用來(lái)描述傳感器輸出誤差常用的一個(gè)術(shù)語(yǔ)。這些誤差可能來(lái)源于非線性,遲滯,不可重復(fù)性,溫度,零點(diǎn)平衡,校正和濕度效應(yīng)。許多制造商,將度指定為非線性,遲滯和不可重復(fù)性的綜合影響。對(duì)許多傳感器來(lái)說(shuō),“度”會(huì)由于溫度,零點(diǎn)平衡等因素而比標(biāo)稱值更低。

“技術(shù)名詞”部分更加詳細(xì)地解釋了這些術(shù)語(yǔ)。擁有更高度的傳感器的成本會(huì)更高,那么您的系統(tǒng)真的需要這么高的度嗎?使用高度傳感器和低分辨率儀器組成的系統(tǒng)其實(shí)是一種低效率的解決方案。

4、傳感器的耐溫性如何?

答:壓力傳感器,像所有物理設(shè)備系統(tǒng)一樣,會(huì)在極端溫度的環(huán)境下會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤甚至無(wú)法使用。一般每個(gè)傳感器將會(huì)有兩個(gè)溫度范圍,分別是工作范圍和補(bǔ)償范圍。補(bǔ)償范圍包含在工作范圍之內(nèi)。

工作范圍是指在這個(gè)范圍內(nèi),傳感器通電后可以暴露在介質(zhì)中而不會(huì)發(fā)生損壞。但是,這并不表示當(dāng)處于補(bǔ)償范圍以外的時(shí)候其性能也能達(dá)到標(biāo)稱的規(guī)格(溫度系數(shù))。

補(bǔ)償范圍一般是在工作范圍之內(nèi)的一段更狹窄的范圍。在這個(gè)范圍內(nèi),傳感器確??梢赃_(dá)到標(biāo)稱的規(guī)格。溫度的改變通過(guò)兩種方法影響傳感器,其一是造成零點(diǎn)漂移,其二是影響整個(gè)量程的輸出。傳感器規(guī)格說(shuō)明應(yīng)該將這些誤差以下列形式列出: ±x%滿量程/°C, ±x%讀數(shù)/°C, ±x%整個(gè)溫度補(bǔ)償范圍內(nèi)滿量程,或者 ±x%整個(gè)溫度補(bǔ)償范圍內(nèi)讀數(shù)。如果沒(méi)有這些參數(shù)會(huì)給你在使用中造成不確定。那么傳感器輸出的改變是由于壓力變化還是溫度變化呢?在理解如何使用傳感器的時(shí)候,溫度效應(yīng)將是復(fù)雜的部分。

5、應(yīng)該使用何種輸出?

答:幾乎所有的傳感器都有毫伏輸出,或者電壓放大,或者毫安,或者頻率輸出。您所選擇的輸出類型依賴與您的傳感器與系統(tǒng)控制或者顯示部件之間的距離,噪音,以及其他電氣干擾,還有是否需要放大,jia放置放大器的位置等。對(duì)于許多的原始設(shè)備制造商來(lái)說(shuō),他們的控制元件和傳感器距離很短,所以毫伏輸出一般就足夠了而且成本較低。

如果您需要將傳感器輸出放大,那么使用另外一個(gè)有內(nèi)置放大器的傳感器更加簡(jiǎn)單。在長(zhǎng)距離電纜,或者有大電氣噪音區(qū)域內(nèi),就需要毫安輸出或者頻率輸出了。在有很強(qiáng)射頻干擾和電磁干擾的環(huán)境中,您就需要考慮在毫安和頻率輸出外在額外增加一些屏蔽或這過(guò)濾設(shè)備了。

6、什么是激勵(lì)電壓?

答:輸出的類型可能就決定了您需要的激勵(lì)電壓。許多放大式傳感器都有內(nèi)置的電壓調(diào)節(jié)器,可以在很大范圍的未調(diào)節(jié)電壓源下工作。有些傳感器是有比例的,需要已調(diào)節(jié)的激勵(lì)源。所使用的電源將會(huì)決定您是使用已調(diào)節(jié)電源還是未調(diào)節(jié)電源。這需要在系統(tǒng)成本和所有激勵(lì)源之間作出折中的選擇。

7、我需要傳感器具有互換性嗎?

答:對(duì)于不同的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)傳感器的互換性都很重要嗎,或者您會(huì)校正系統(tǒng)的每一個(gè)部分嗎?這是非常重要的問(wèn)題,特別是對(duì)于原始設(shè)備制造商。當(dāng)您把產(chǎn)品送到客戶手里之后,進(jìn)行校正的成本是很高的。如果您的傳感器具有互換性,那么您就可以在系統(tǒng)中換掉傳感器而仍然保持參數(shù)不變。

8、傳感器需要什么程度的時(shí)間穩(wěn)定性?

答:大多數(shù)傳感器會(huì)隨時(shí)間有所“漂移”。了解長(zhǎng)時(shí)間的傳感器穩(wěn)定度是非常重要的。這個(gè)先期工作需要可以減少將來(lái)可能遇到的問(wèn)題。

9、傳感器需要怎樣的堅(jiān)固程度?

答:一個(gè)非常令用戶頭疼的因素常常遇到,那就是傳感器到底需要怎樣的機(jī)械強(qiáng)度,特別是其外殼?考慮傳感器將會(huì)應(yīng)用到的環(huán)境是非常重要的。是否是在高濕度或水蒸氣環(huán)境?是否有高強(qiáng)度震動(dòng)或沖擊?在選擇外殼類型的時(shí)候這些問(wèn)題都要考慮周到。

10、我怎樣將傳感器連接到自己的電氣系統(tǒng)中?

答:傳感器上的短電纜是否夠用?或者,在長(zhǎng)電纜應(yīng)用中,是否需要在傳感器上加一個(gè)連接器?大多數(shù)的壓力傳感器可以提供電纜或者連接器。

溫度傳感器工作原理

  溫度有四種主要類型:熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測(cè)器(RTD)和IC溫度傳感器。IC溫度傳感器又包括模擬輸出和數(shù)字輸出兩種類型。

  1、熱電偶的工作原理

  當(dāng)有兩種不同的導(dǎo)體和半導(dǎo)體A和B組成一個(gè)回路,其兩端相互連接時(shí),只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同,一端溫度為T,稱為工作端或熱端,另一端溫度為TO,稱為自由端(也稱參考端)或冷端,則回路中就有電流產(chǎn)生,即回路中存在的電動(dòng)勢(shì)稱為熱電動(dòng)勢(shì)。這種由于溫度不同而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為塞貝克效應(yīng)。與塞貝克有關(guān)的效應(yīng)有兩個(gè):其一,當(dāng)有電流流過(guò)兩個(gè)不同導(dǎo)體的連接處時(shí),此處便吸收或放出熱量(取決于電流的方向),稱為珀?duì)柼?yīng);其二,當(dāng)有電流流過(guò)存在溫度梯度的導(dǎo)體時(shí),導(dǎo)體吸收或放出熱量(取決于電流相對(duì)于溫度梯度的方向),稱為湯姆遜效應(yīng)。兩種不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體的組合稱為熱電偶。熱電偶的熱電勢(shì)EAB(T,T0)是由接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)合成的。接觸電勢(shì)是指兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體在接觸處產(chǎn)生的電勢(shì),此電勢(shì)與兩種導(dǎo)體或半導(dǎo)體的性質(zhì)及在接觸點(diǎn)的溫度有關(guān)。溫差電勢(shì)是指同一導(dǎo)體或半導(dǎo)體在溫度不同的兩端產(chǎn)生的電勢(shì),此電勢(shì)只與導(dǎo)體或半導(dǎo)體的性質(zhì)和兩端的溫度有關(guān),而與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、截面大小、沿其長(zhǎng)度方向的溫度分布無(wú)關(guān)。無(wú)論接觸電勢(shì)或溫差電勢(shì)都是由于集中于接觸處端點(diǎn)的數(shù)不同而產(chǎn)生的電勢(shì),熱電偶測(cè)量的熱電勢(shì)是二者的合成。當(dāng)回路斷開(kāi)時(shí),在斷開(kāi)處a,b之間便有一電動(dòng)勢(shì)差△V,其極性和大小與回路中的熱電勢(shì)一致。并規(guī)定在冷端,當(dāng)電流由A流向B時(shí),稱A為正極,B為負(fù)極。實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)△V很小時(shí),△V與△T成正比關(guān)系。定義△V對(duì)△T的微分熱電勢(shì)為熱電勢(shì)率,又稱塞貝克系數(shù)。塞貝克系數(shù)的符號(hào)和大小取決于組成熱電偶的兩種導(dǎo)體的熱電特性和結(jié)點(diǎn)的溫度差。

  目前,國(guó)際委員會(huì)(IEC)推薦了8種類型的熱電偶作為標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶,即為T型、E型、J型、K型、N型、B型、R型和S型。

  2、熱電阻的工作原理

  導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而改變,通過(guò)測(cè)量其阻值推算出被測(cè)物體的溫度,利用此原理構(gòu)成的傳感器就是電阻溫度傳感器,這種傳感器主要用于-200—500℃溫度范圍內(nèi)的溫度測(cè)量。純金屬是熱電阻的主要制造材料,熱電阻的材料應(yīng)具有以下特性:①電阻溫度系數(shù)要大而且穩(wěn)定,電阻值與溫度之間應(yīng)具有良好的線性關(guān)系。

 ?、陔娮杪矢?,熱容量小,反應(yīng)速度快。

 ?、鄄牧系膹?fù)現(xiàn)性和工藝性好,價(jià)格低。

 ?、茉跍y(cè)溫范圍內(nèi)化學(xué)物理特性穩(wěn)定。

  目前,在工業(yè)中應(yīng)用廣泛的鉑和銅,并已制作成標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫?zé)犭娮?/p>

  3、紅外溫度傳感器

  在自然界中,當(dāng)物體的溫度高于絕對(duì)零度時(shí),由于它內(nèi)部熱運(yùn)動(dòng)的存在,就會(huì)不斷地向四周輻射電磁波,其中就包含了波段位于0、75~100μm的紅外線,紅外溫度傳感器就是利用這一原理制作而成的。

  SMTIR9901/02是荷蘭SmartecCompany生產(chǎn)的一款現(xiàn)在市場(chǎng)上應(yīng)用比較廣的紅外傳感器,它是基于熱電堆的硅基紅外傳感器。大量的熱電偶堆集在底層的硅基上,底層上的高溫接點(diǎn)和低溫接點(diǎn)通過(guò)一層極薄的薄膜隔離它們的熱量,高溫接點(diǎn)上面的黑色吸收層將入射的放射線轉(zhuǎn)化為熱能,由熱電效應(yīng)可知,輸出電壓與放射線是成比例的,通常熱電堆是使用BiSb和NiCr作為熱電偶。此外,SMT9902sil內(nèi)部嵌入以Ni1000溫度傳感器和一小視角的硅濾片,使得測(cè)量溫度更加的準(zhǔn)確。因?yàn)榧t外輻射特性與溫度相關(guān),可以使用不同的濾鏡來(lái)測(cè)量不同的溫度范圍。成熟的半導(dǎo)體工藝是產(chǎn)品小型化,低成本化。為了滿足某些應(yīng)用,紅外傳感器開(kāi)口視角可以設(shè)計(jì)成小至7°。

  4、模擬溫度傳感器

  常見(jiàn)的模擬溫度傳感器有LM3911、LM335、LM45、AD22103電壓輸出型、AD590電流輸出型。

  AD590是美國(guó)模擬器件公司的電流輸出型溫度傳感器,供電電壓范圍為3~30V,輸出電流223μA(-50℃)~423μA(+150℃),靈敏度為1μA/℃。當(dāng)在電路中串接采樣電阻R時(shí),R兩端的電壓可作為輸出電壓。注意R的阻值不能取得太大,以保證AD590兩端電壓不低于3V。AD590輸出電流信號(hào)傳輸距離可達(dá)到1km以上。作為一種高阻電流源,最高可達(dá)20MΩ,所以它不必考慮選擇開(kāi)關(guān)或CMOS多路轉(zhuǎn)換器所引入的附加電阻造成的誤差。適用于多點(diǎn)溫度測(cè)量和遠(yuǎn)距離溫度測(cè)量的控制。

  5、邏輯輸出型溫度傳感器

  設(shè)定一個(gè)溫度范圍,一旦溫度超出所規(guī)定的范圍,則發(fā)出報(bào)警信號(hào),啟動(dòng)或關(guān)閉風(fēng)扇、空調(diào)、加熱器或其它控制設(shè)備,此時(shí)可選用邏輯輸出式溫度傳感器。LM56、MAX6501-MAX6504、MAX6509/6510是其典型代表。

  LM56是NS公司生產(chǎn)的高精度低壓溫度開(kāi)關(guān),內(nèi)置1、25V參考電壓輸出端。最大只能帶50μA的負(fù)載。電壓從2、7~10V,工作電流量大230μA,內(nèi)置傳感器的靈敏度為6、2mV/℃,傳感器輸出電壓為6、2mV/℃×T+395mV。

  6、數(shù)字式溫度傳感器

  它采用硅工藝生產(chǎn)的數(shù)字式溫度傳感器,其采用PTAT結(jié)構(gòu),這種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)具有精確的,與溫度相關(guān)的良好輸出特性。PTAT的輸出通過(guò)占空比比較器調(diào)制成數(shù)字信號(hào),占空比與溫度的關(guān)系如下式:DC=0、32+0、0047*t,t為攝氏度。輸出數(shù)字信號(hào)故與微處理器MCU兼容,通過(guò)處理器的高頻采樣可算出輸出電壓方波信號(hào)的占空比,即可得到溫度。該款溫度傳感器因其特殊工藝,分辨率優(yōu)于0、005K。測(cè)量溫度范圍-45到130℃,故廣泛被用于高精度場(chǎng)合。

標(biāo)簽: 溫度傳感器
溫度傳感器 溫度傳感器工作原理_溫度傳感器

                       新款甲烷傳感器原理以及發(fā)展 

技術(shù)參數(shù):檢測(cè)氣體:甲烷檢測(cè)原理:紅外原理檢測(cè)范圍:0~100%LEL、50%Vol、100%Vol可選分辨率:0.1%LEL(0~100%LEL)、0.01%Vol(0~100% Vol)檢測(cè)方式:泵吸式顯示方式:LCD液晶背光顯示檢測(cè)精度:±2%.FS報(bào)警方式:聲光報(bào)警(報(bào)警點(diǎn)可調(diào))響應(yīng)時(shí)間:小于30S恢復(fù)時(shí)間:小于40S線性誤差:±1.0%不確定度:2%Rd±0.1零點(diǎn)漂移:≤±2.0%FS/年跨度漂移:≤±1.0%FS/月工作電源:DC3.6V傳感器壽命:5年以上使用環(huán)境:溫度-20℃~+70℃;相對(duì)濕度≤95%RH(非凝露);在凝露環(huán)境下使用需訂制電池容量:3.6VDC,5000mA ,帶充電保護(hù)功能 外型尺寸:180×190×100mm(L×W×H)標(biāo)準(zhǔn)配件:0.8m采樣手柄一根,儀器箱一個(gè),充電器一個(gè)重 量:1.5Kg

原理
一般采用載體催化元件為檢測(cè)元件。

產(chǎn)生一個(gè)與甲烷的含量成比例的微弱信號(hào),經(jīng)過(guò)多級(jí)放大電路放大后產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào),送入單片機(jī)片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換輸入口,將此模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。然后單片機(jī)對(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理,并實(shí)現(xiàn)顯示,報(bào)警等功能。

 

智能甲烷傳感器

一.甲烷的敏感元件

MH-440V/D 紅外氣體傳感器是通用型、智能型、微型傳感器,該傳感器利用非色散紅外(NDIR)原理對(duì)空氣中存在的CH4進(jìn)行探測(cè),具有很好的選擇性,無(wú)氧氣依賴性,性能穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)。內(nèi)置溫度傳感器,可進(jìn)行溫度補(bǔ)償。該傳感器是將成熟的紅外吸收氣體檢測(cè)技術(shù)與微型機(jī)械加工、精良電路設(shè)計(jì)緊密結(jié)合,制作出的小巧型紅外氣體傳感器。

該傳感器使用方便,可直接用來(lái)替代催化燃燒元件,廣泛應(yīng)用于存在可燃性、爆炸性氣體的各種場(chǎng)合。

發(fā)展
甲烷傳感器是一種礦用儀器儀表,必須首先滿足井下安全生產(chǎn)的規(guī)程,但較其他普通傳感器又必須有如下主要特點(diǎn):具有自動(dòng)調(diào)零功能;標(biāo)??煽啃愿撸阅芨€(wěn)定,使用更簡(jiǎn)單方便;采用高分辨率的單片機(jī),測(cè)量的數(shù)值均準(zhǔn)確可靠;機(jī)并具有自動(dòng)穩(wěn)零功能;可選擇的調(diào)試菜單結(jié)構(gòu),方便調(diào)試,操作簡(jiǎn)單?,F(xiàn)有的甲烷傳感器普遍存在著功耗較大、功能單一、度不高的缺點(diǎn),而且采用模擬電路技術(shù),造成系統(tǒng)的抗干擾能力和智能化程度都很低。因此,研制便于攜帶、多功能、高精度和抗干擾能力強(qiáng)的高可靠性甲烷檢測(cè)儀具有很大的應(yīng)用價(jià)值。

新型的甲烷氣體傳感器必須具有可靠、穩(wěn)定、安全的測(cè)量井下瓦斯功能,這有這樣的傳感器才能對(duì)預(yù)防井下安全事故起到了重要作用,也才具有推廣應(yīng)用的價(jià)值。




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