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(shí)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(shí)造成傳感器誤差的因素有很多，下面我們注意說四個(gè)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(gè)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(gè)對(duì)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(duì)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(jì)，因?yàn)楣杵哂泻芨叩臋C(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(gè)四個(gè)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(shí)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(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(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(gè)， 靠近電話局的兩個(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。

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(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孔測量儀對(duì)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(duì)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。

絕對(duì)壓

    以絕對(duì)真空為標(biāo)準(zhǔn)表示的壓力大小。

相對(duì)壓

     對(duì)比較對(duì)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(dòng)作點(diǎn)的壓力變動(dòng)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(duì)檢測壓力呈線性變化，但與理想直線相比有偏差。用對(duì)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）值去除上述差的絕對(duì)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(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)沒有考慮到這樣的極端工況，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)中采用第一種方法，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)

        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(jià)格上的考慮，還有從實(shí)際操作的安全性方便性來考慮，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(dòng)后，如果壓力值未達(dá)到上限，那么控制器就會(huì)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(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

       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(dòng)作時(shí)，傳感器會(huì)分析這一系列信息，去推斷睡眠人睡覺處于一個(gè)什么狀態(tài)，然后通過對(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)，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(gè)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(jì)。