寧波旗辰儀器有限公司
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閱讀：163發布時間：2021-8-30
如何選擇適用的壓力傳感器
壓力傳感器選型的5大影響因素：
壓力
靠前也是*重要的因素是壓力。為確保正確的傳感器選型，必須先 明確一些問題：壓力測量范圍多大、*高壓力多少、系統過壓概率 有多少。 在明確上述與您的應用緊密相關的問題后，建議您繼續查閱壓力傳感器的規格參數表并針對下列問題找到相應參數值：耐受壓力（不 會降低傳感器性能指標的*大作用壓力）破裂壓力（會破壞傳感器 膜片或外殼并引起泄漏的壓力）。根據廠家的技術參數表可以在網 上很容易地找到這些問題的解答，但正規廠家一般都會有應用工程 師與您深入探討應用要求。
介質
傳感器的任何接液表面都必須與介質兼容，如機油、制動液、制冷 劑、液壓油、海水、廢水、自來水、氧氣、壓縮空氣和氮氣等。還要特別注意一些侵蝕性介質，如氨水、離子水、鹽水、氫氣、酸和 航空煤油。另外，還要確保膜片、接頭和焊縫都與介質兼容。這些 信息一般在產品參數表中都有說明，但廠家都會安排技術支持 人員幫助您解答可能遇到的其他問題。
溫度
溫度因素包括環境溫度和過程介質溫度。傳感器能否在大部分環境 和過程介質溫度下工作，這是一定要清楚的。當應用涉及到高溫， 導致一些安裝似乎很棘手甚至不可能時，建議用戶咨詢傳感器廠家 尋求解決方案。比如，您的應用涉及到300°F的蒸汽，但您只能找 到*高工作溫度不超過150°F的傳感器。 這時可以在蒸汽管線和傳感器之間跨接管道（甚至短至12英寸，具 體取決于環境）來予以解決，這樣高溫就可以散發到大氣中去了。
環境
傳感器的工作環境需要周密的調查，其中不僅包括溫度和濕度，而 且包括侵入防護。有時設計規格書沒有說明應用所需的侵入防護， 因此用戶就要對重要部件（比如工業壓力傳感器）進行特殊的測 試。用戶*好是聯系傳感器廠家來一起探討侵入防護要求。 其他因素包括傳感器可能會碰到的沖擊和振動，尤其是在機車或消 防車這類更嚴酷的應用中。如果空間狹小，應選擇尺寸較小的產 品。進一步要考慮的安裝因素是位置和朝向。在這方面傳感器廠家 有著豐富的經驗，可能碰到過類似要求，能提供些有益的建議。
精度
傳感器的精度是線性度（曲線與直線的擬合度，見圖1）、 遲滯（連續作用相同的先增后減的壓力時傳感器保持輸出不變的能 力1，見圖2）以及重復性（在連續作用相同壓力時傳感器產 生相同輸出的能力2，見圖3）共同作用的結果。在每個型號 的技術規格表中都能找到精度。*常見的精度等級為滿量程輸出的 ±0.25%。如需更高的精度，市面上還可提供±0.10%的型號。
圖1：線性度曲線圖（*佳擬合直線法）
圖1：線性度曲線圖（端點法）
圖2：遲滯曲線圖
圖3：重復性曲線圖
影響傳感器選型的3大設計因素
結構/機械設計堅固性
在探討新傳感器安裝和壓力、介質、溫度及環境的關系后，現在是 看一下傳感器結構的時候了。首先，應優選具有整體焊接結構的產 品，這有助于實現堅固設計。其次，還要注意連接器在傳感器外殼 上的焊接牢固度。再者，確保廠家能提供種類齊全的壓力接頭，包 括標準1/4"和1/8" NPT和定制的過程接頭。
市售工業標準電氣連接器種類也很多。由于傳感器一般不帶與之配 套的電氣連接器，務必確保另購的電氣連接器能夠與現場連接器相 匹配。根據傳感器相鄰設備的噪聲等級，所選電氣連接器還要能夠 保證傳感器信號完整性。
一些傳感器為避免連接器針腳生銹需要防潮處理，而一些更堅固的 傳感器設計則能適應潮濕環境。要隔離表壓傳感器（以大氣壓為基 準的傳感器）時，可以將產品從潮濕的環境中移走，放置到附近的 密封接線盒中，再通過線管與大氣相連通。在接線盒中放置干燥劑 可以進一步防止傳感器受潮。
如果擔心在惡劣環境中傳感器保護不力，則所選產品的外殼防護等 級 (IP) 要能滿足安裝需求。傳感器防護等級類別很多。例如，IP65 型*防塵防噴水，IP67型防塵、防短時間浸水，而IP69K型號則 適用于高壓、高溫場合。若存在液體滲入風險，則必須使用密封電 纜。
對于工業制冷等戶外應用，還必須滿足OEM提出的額外要求以提 供連續、**的測量結果。在一個冰凍/解凍循環后，傳感器必須 能夠恢復正常工作狀態并提供**的測量結果。
此外，產品還應通過EMC認證，能夠耐受諸如大型發電機產生的電 磁干擾，避免出現感應電壓并產生錯誤輸出。而且，傳感器結構還 應具有較高的耐振動沖擊性能。盡量避免使用環氧樹脂、內部彈性 體和O形圈來密封傳感器，否則它們會與某些過程介質（如制冷 劑）產生不佳反應。同樣還要避免使用壓接或螺紋密封外殼以避免 出現滲水問題。*后，產品焊點要越少越好。在某些環境（例如極 端的振動）中焊點可能會出現接觸不佳的問題。由于很難保證焊接 質量一致性，并且在投入應用前往往很難找到不佳焊點，所以要避 免手動焊接。
型號配置越多越好，必要時可訂購除壓力外還有多種輸出選項的型 號，例如溫度、psi或bar壓力范圍、復合壓、表壓或密封表壓類型。
傳感器規格參數表上還有一些信息可能對應用很重要。例如是否符 合CE和RoHS標準以及是否通過UL認證。參數表還會列出疲勞壽 命，一般約為108次循環。還要了解傳感器的長期穩定性 – 在相對 較長時間內保持性能特性的能力，例如優于±0.1% FS/年。
充油傳感器添加了具有不同熱力系數的材料，可能會降低穩定性， 宜盡量避免使用。隨著油溫的波動，傳感特性會因膜片而發生變 化。當溫度升高時油液膨脹，向膜片施加壓力，導致不準確的壓力 讀數。更嚴重的是，一旦膜片破裂，介質就會被油液污染。高壓傳 感器不得使用陶瓷技術，盡管它們具有的線性度，但陶瓷易碎 且其破裂壓力低于其他類型的傳感器。
電路設計堅固性
當前，濺射薄膜應變計技術被視為是工業應用領域的*新科技。這 類傳感器使用成熟的惠斯通電橋原理（見圖4）。這種設計的原理 是將分子層濺射到17-4 PH不銹鋼膜片上，蝕刻出具有出色電阻特 征和均勻性的電路。濺射薄膜技術將應變計沉積在傳感膜片背面， 直接接觸介質，使之具有結構簡單、高度**、外形緊湊的特點。
圖4 惠斯通電橋原理圖
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