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如何選擇差壓傳感器

系統(tong)制(zhi)造(zao)商(shang)正在(zai)提(ti)供有史以來節能的(de)汽(qi)車、飛機、汽(qi)輪機和(he)燃氣發動機，以及(ji)相(xiang)關(guan)部件。這在(zai)很大程(cheng)度是因為制(zhi)造(zao)商(shang)對這些產品日益(yi)增長的(de)嚴格測(ce)試和(he)測(ce)量要(yao)求。差壓傳感(gan)器是要(yao)求高可靠性(xing)，可重復性(xing)和(he)高精度的(de)應用工藝(yi)中的(de)一部分。

差壓傳感器(qi)通常被用于試驗臺、風洞、泄漏檢測系統和(he)其(qi)他應(ying)用中。每(mei)種應(ying)用的(de)工(gong)程師都在(zai)尋求對他們(men)所在(zai)行業(ye)十分(fen)重要的(de)傳感器(qi)改進(jin)。

當今(jin)差(cha)壓(ya)(ya)傳感(gan)器(qi)(qi)的(de)性(xing)能已經提高到可(ke)為嚴苛應用(yong)(yong)提供解決方案(an)。本(ben)文說明(ming)了在(zai)選擇(ze)用(yong)(yong)于微壓(ya)(ya)差(cha)，關鍵壓(ya)(ya)力應用(yong)(yong)的(de)傳感(gan)器(qi)(qi)時，需要注意(yi)的(de)6個(ge)特性(xing)和考慮事項。

1.方向效應

不正(zheng)確的(de)(de)安裝(zhuang)、振動、甚至(zhi)系統維護都(dou)會(hui)導致傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)的(de)(de)方(fang)位變化，這(zhe)被稱為(wei)方(fang)向(xiang)效應。一直以(yi)來，方(fang)向(xiang)效應對(dui)于其(qi)他類型的(de)(de)傳(chuan)感(gan)(gan)技術都(dou)是(shi)個問(wen)題(ti)。即使(shi)是(shi)正(zheng)確安裝(zhuang)的(de)(de)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)也會(hui)有邊緣重(zhong)力(li)(li)效應，因為(wei)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)旋(xuan)轉180度(du)會(hui)從正(zheng)重(zhong)力(li)(li)變為(wei)負重(zhong)力(li)(li)，從而造成2G的(de)(de)受力(li)(li)變化。這(zhe)種情況下，傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)無法將重(zhong)力(li)(li)對(dui)其(qi)施加的(de)(de)力(li)(li)與通過(guo)壓力(li)(li)端(duan)口施加的(de)(de)力(li)(li)區(qu)分開來。因此，傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)會(hui)將重(zhong)力(li)(li)加權影響與端(duan)口壓力(li)(li)相(xiang)結合(he)，并發送錯誤的(de)(de)信(xin)號。

對于填(tian)充(chong)了硅(gui)油或(huo)者其他隔離介質(zhi)的(de)(de)傳感(gan)器(qi)(qi)，傳感(gan)器(qi)(qi)旋轉時的(de)(de)方(fang)向效應會(hui)更加(jia)明(ming)顯(xian)。這些傳感(gan)器(qi)(qi)的(de)(de)隔膜重量(liang)及填(tian)充(chong)液體(ti)的(de)(de)重量(liang)都會(hui)對傳感(gan)器(qi)(qi)造成影響。同樣，傳感(gan)器(qi)(qi)無法測量(liang)到真正(zheng)的(de)(de)壓力，會(hui)發送帶方(fang)位變化影響的(de)(de)錯誤值。

幸運的(de)(de)(de)(de)是，一些傳(chuan)感(gan)器(qi)采用十分(fen)輕薄(bo)的(de)(de)(de)(de)電容隔膜并(bing)且(qie)沒有填充液(ye)體，這(zhe)使得重(zhong)力對它(ta)(ta)們的(de)(de)(de)(de)影(ying)響被降到比(bi)較(jiao)低。因此，這(zhe)些傳(chuan)感(gan)器(qi)可以(yi)安(an)(an)裝(zhuang)在(zai)任意方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)上，并(bing)確信它(ta)(ta)們會(hui)提(ti)供高度可靠的(de)(de)(de)(de)測量值，這(zhe)對干空間十分(fen)珍貴的(de)(de)(de)(de)安(an)(an)裝(zhuang)尤(you)其有用，為實現(xian)最佳安(an)(an)裝(zhuang)，傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)(de)(de)(de)安(an)(an)裝(zhuang)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)應(ying)當(dang)與它(ta)(ta)校(xiao)準時(shi)的(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)相同。例(li)如(ru)，如(ru)果工(gong)廠校(xiao)準時(shi)為壓力端口向(xiang)(xiang)下的(de)(de)(de)(de)垂直(zhi)位置，則建議在(zai)現(xian)場安(an)(an)裝(zhuang)時(shi)采用同樣的(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)式，以(yi)最大(da)限度降低方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)效應(ying)。當(dang)無法這(zhe)樣做(zuo)時(shi)，可以(yi)通(tong)過手動調節傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)(de)(de)(de)零點偏移(yi)(yi)(yi)或者通(tong)過安(an)(an)全(quan)校(xiao)準鍵來補償 最小零點偏移(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)漂(piao)移(yi)(yi)(yi)。外超壓或者大(da)泄 漏的(de)(de)(de)(de)應(ying)用。如(ru)果發生這(zhe)種(zhong)情況，傳(chuan)感(gan)器(qi)仍會(hui)繼續正常工(gong)作。

2.振動

類似的(de)，來自附近電機或者風扇的(de)低(di)(di)頻振動(dong)也會對正確定位的(de)傳感(gan)器造(zao)成影響。例(li)如，充油傳感(gan)器中的(de)液體(ti)可能會拾取低(di)(di)頻振動(dong)，并向(xiang)隔膜施加一個(ge)慣性(xing)負(fu)載(zai)，這會被(bei)誤(wu)認為是過程壓力(li)變化。

為(wei) 了避免這(zhe)種(zhong)振動(dong)效應(ying)，最(zui)終用(yong)戶需要將傳(chuan)感(gan)器安(an)裝在遠(yuan)端(duan)的安(an)靜(jing)區域。同樣的，如果(guo)參考端(duan)口與大(da)氣(qi)連(lian)通(tong)，則它需要連(lian)接到一(yi)(yi)個(ge)沒有振動(dong)噪聲(sheng)和風(feng)(feng)的區域。對(dui)于風(feng)(feng)洞，由于安(an)裝了一(yi)(yi)個(ge)皮托管，因此兩個(ge)壓力端(duan)口都可通(tong)過軟管或者半軟管連(lian)接到遠(yuan)程(cheng)安(an)裝的傳(chuan)感(gan)器，從而防止空(kong)氣(qi)擾動(dong)噪聲(sheng)或者機(ji)械振動(dong)被傳(chuan)導(dao)給(gei)傳(chuan)感(gan)器。

工(gong)程師可以(yi)(yi)考(kao)慮使(shi)用專為最大限(xian)度(du)減小方向(xiang)和振動問題(ti)而設(she)計的電容傳感器(qi)，這種傳感器(qi)使(shi)用拉(la)伸(shen)不(bu)銹鋼隔膜并且(qie)沒有填充液(ye)體。的重(zhong)力(li)影(ying)(ying)響(xiang)是(shi)隔膜的重(zhong)量，這雖(sui)然不(bu)可忽視(shi)，但(dan)是(shi)影(ying)(ying)響(xiang)非常小并且(qie)可以(yi)(yi)方便地在(zai)現場進(jin)行(xing)補償。

3.過壓保護

過 壓(ya)保(bao)(bao)護和(he)反向壓(ya)力保(bao)(bao)護一直是泄(xie)(xie)漏檢(jian)測(ce)系統制(zhi)造(zao)商最重(zhong)視的(de)問題。這些(xie)系統尋求在微壓(ya)差和(he)高(gao)靜態(tai)壓(ya)力應(ying)用中的(de)小(xiao)泄(xie)(xie)漏速率(lv)。泄(xie)(xie)漏檢(jian)測(ce)制(zhi)造(zao)商始(shi)終希(xi)望測(ce)量越(yue)來(lai)越(yue)低的(de)泄(xie)(xie)漏速率(lv)。由于泄(xie)(xie)漏速率(lv)與壓(ya)差直接成正比，這些(xie)制(zhi)造(zao)商希(xi)望能夠測(ce)量越(yue)來(lai)越(yue)小(xiao)的(de)壓(ya)差。為實現該(gai)目標，需要將靜態(tai)測(ce)試壓(ya)力增加到(dao)更高(gao)。

不幸的(de)是，在(zai)微(wei)壓(ya)差和非常高的(de)靜態(tai)壓(ya)力(li)情況下，出現意外(wai)超樂的(de)傳感(gan)器(qi)可能(neng)會(hui)(hui)需要重新校準，而且更(geng)有(you)可能(neng)的(de)是會(hui)(hui)變得(de)無效。如果被測系統中(zhong)發生大泄漏也會(hui)(hui)導致相后的(de)結果。

最 新一代的傳感(gan)(gan)器必須解決(jue)這(zhe)(zhe)些問題。因此，傳感(gan)(gan)器變得更(geng)加堅固。它們(men)可承受相(xiang)對更(geng)高(gao)的過壓范圍，無(wu)論(lun)是正(zheng)向(xiang)(過程(cheng))還是負向(xiang)(參考(kao))。這(zhe)(zhe)是一個非常重要的新特(te)點。以前，傳感(gan)(gan)器只在正(zheng)向(xiang)有(you)過壓保護(hu)。但是反向(xiang)的泄漏(lou)可能會(hui)(hui)導致(zhi)傳感(gan)(gan)器的反向(xiang)過壓。在兩個方(fang)向(xiang)上都有(you)充分保護(hu)的傳感(gan)(gan)器適用干可能會(hui)(hui)發生意外超壓或者大泄 漏(lou)的應用。如果發生這(zhe)(zhe)種(zhong)情(qing)況，傳感(gan)(gan)器仍會(hui)(hui)繼續正(zheng)常工作。

傳(chuan)感(gan)器(qi)可承受其額定(ding)耐(nai)受壓力(li)(如(ru)(ru)150 PSI)的意(yi)外過(guo)床，然后(hou)恢(hui)復到(dao)正常狀態。如(ru)(ru)果超出耐(nai)受壓力(li)，則隔膜可能會(hui)變形，導(dao)致(zhi)零點漂移。如(ru)(ru)果任何一個端口的壓力(li)超出破(po)裂(lie)壓力(li)(例(li)如(ru)(ru)300 PSI)，都會(hui)破(po)壞傳(chuan)感(gan)器(qi)室，導(dao)致(zhi)焊縫失效(xiao)、密封件泄漏(lou)或者(zhe)隔

膜或外殼破裂。

OME和應用工程師必須(xu)了解傳(chuan)感器(qi)的耐受壓力和破裂壓力限值。此外，他們(men)還(huan)必須(xu)明自他們(men)自己的系統可能會意(yi)外通風，或(huo)者(zhe)測試(shi)設(she)備的部件沒有密(mi)閉，這(zhe)都(dou)可能會損壞傳(chuan)感器(qi)。因此，他們(men)應當使用小巧(qiao)，堅固，在兩個(ge)方向都(dou)有充分(fen)保護的不(bu)銹鋼傳(chuan)感器(qi)，從而承受這(zhe)些意(yi)外情況。

4.管路壓力影響

除了過壓(ya)外，還需要(yao)考慮管(guan)路(lu)(lu)壓(ya)力(li)的(de)(de)(de)變化，特別是在靜(jing)態(tai)管(guan)路(lu)(lu)壓(ya)力(li)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)泄漏檢測應用(yong)中(zhong)。管(guan)路(lu)(lu)壓(ya)力(li)是施(shi)加(jia)到傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)端口(kou)上的(de)(de)(de)絕(jue)對壓(ya)力(li)。然而，靜(jing)態(tai)管(guan)路(lu)(lu)壓(ya)力(li)的(de)(de)(de)一些(xie)(xie)變化可能(neng)會導致傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)外形產生輕微(wei)的(de)(de)(de)應力(li)變形。這些(xie)(xie)應力(li)反過來會改變傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)校準響(xiang)(xiang)應，影響(xiang)(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)零(ling)點和量程。最新一代的(de)(de)(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)采用(yong)的(de)(de)(de)設計可顯著降低靜(jing)態(tai)壓(ya)力(li)對感(gan)測元件造成(cheng)的(de)(de)(de)應變。尋找具有額定低壓(ya)效應的(de)(de)(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)，例如(ru)2%FS/100PSIG。

幸運(yun)的(de)(de)(de)是，管路壓力(li)導致的(de)(de)(de)誤差可以通過設(she)備重新校(xiao)準(zhun)(zhun)或(huo)者重新歸零(ling)校(xiao)正(zheng)。這可以通過電位計來手動完成(cheng)，或(huo)者也可以使用帶小型校(xiao)準(zhun)(zhun)按鍵的(de)(de)(de)高(gao)級型號(配備安裝在傳感器上的(de)(de)(de)數字顯(xian)示器)進行簡(jian)單安全(quan)的(de)(de)(de)校(xiao)正(zheng)調整，校(xiao)準(zhun)(zhun)鍵功能包括零(ling)點，量程的(de)(de)(de)重置，以及恢復工廠(chang)設(she)置。

5.響應時間

響 應(ying)時(shi)間(jian)(jian)(jian)是(shi)另一個重要(yao)因素，特別是(shi)對于壓(ya)力(li)(li)控制和風洞應(ying)用。傳(chuan)感(gan)器(qi)的響應(ying)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(傳(chuan)感(gan)器(qi)從(cong)響應(ying)一個施(shi)加(jia)(jia)壓(ya)力(li)(li)，到(dao)產(chan)生輸出信號的時(shi)間(jian)(jian)(jian)間(jian)(jian)(jian)隔(ge))主要(yao)由傳(chuan)感(gan)器(qi)感(gan)測元(yuan)件(jian)采用的技術和電子元(yuan)件(jian)決定。使用電容(rong)(rong)(rong)感(gan)測技術的隔(ge)膜(mo)通常(chang)(chang)響應(ying)非常(chang)(chang)快(kuai)速。它們(men)通過傳(chuan)感(gan)電容(rong)(rong)(rong)器(qi)兩(liang)端的電壓(ya)變化(hua)來(lai)檢測和測量壓(ya)力(li)(li)，電容(rong)(rong)(rong)器(qi)的一個極板是(shi)能(neng)夠(gou)反映施(shi) 加(jia)(jia)壓(ya)力(li)(li)輕微(wei)變化(hua)的膜(mo)片。造成(cheng)的電容(rong)(rong)(rong)變化(hua)會(hui)被傳(chuan)感(gan)器(qi)的電子元(yuan)件(jian)檢測到(dao)，該(gai)電子元(yuan)件(jian)經過線性化(hua)、熱補償、調(diao)制，會(hui)輸出成(cheng)比例的高水平信號。

對 快速(su)(su)(su)響(xiang)應(ying)(ying)(ying)時(shi)間的(de)需(xu)求取決于應(ying)(ying)(ying)用(yong)。例(li)如(ru)，在(zai)測量動(dong)態氣流速(su)(su)(su)度(du)變化的(de)風(feng)洞應(ying)(ying)(ying)用(yong)中，傳感(gan)(gan)器(qi)的(de)信(xin)號輸出(chu)必須隨(sui)著風(feng)速(su)(su)(su)變化，因此需(xu)要(yao)快速(su)(su)(su)的(de)響(xiang)應(ying)(ying)(ying)時(shi)間。對于大(da)多數(shu)試驗 臺、泄漏檢測和(he)風(feng)洞應(ying)(ying)(ying)用(yong)，10-80毫米的(de)響(xiang)應(ying)(ying)(ying)時(shi)間通(tong)常(chang)是(shi)可以(yi)接受的(de)，對干(gan)(gan)響(xiang)應(ying)(ying)(ying)時(shi)間不那么(me)重(zhong)要(yao)的(de)常(chang)規(gui)處理和(he)監測應(ying)(ying)(ying)用(yong)，通(tong)常(chang)響(xiang)應(ying)(ying)(ying)時(shi)間是(shi)若干(gan)(gan)秒(miao)鐘，而不是(shi)若干(gan)(gan) 毫秒(miao)。在(zai)設(she)計系統時(shi)，理解壓力(li)傳感(gan)(gan)器(qi)的(de)響(xiang)應(ying)(ying)(ying)時(shi)間需(xu)求是(shi)十分重(zhong)要(yao)的(de)，并不總是(shi)越(yue)快越(yue)好，如(ru)果傳感(gan)(gan)器(qi)響(xiang)應(ying)(ying)(ying)速(su)(su)(su)度(du)過(guo)(guo)快，則(ze)有時(shi)快速(su)(su)(su)傳感(gan)(gan)器(qi)會響(xiang)應(ying)(ying)(ying)短(duan)暫的(de)未過(guo)(guo)濾(lv)(lv)和(he)不需(xu)要(yao)的(de)系統噪聲(sheng)或者湍流壓力(li)波動(dong)。在(zai)這種情(qing)況下，過(guo)(guo)濾(lv)(lv)輸出(chu)信(xin)號可以(yi)衰減掉(diao)這些不需(xu)要(yao)的(de)干(gan)(gan)擾(rao)。

6.其他注意事項

此外，還建議選擇具有長(chang)期穩(wen)定(ding)性的傳(chuan)感器，能夠在相對較長(chang)的時(shi)間內(nei)保持性能特(te)性，特(te)別是量程穩(wen)定(ding)性。通常，穩(wen)定(ding)性應(ying)當小于士0.15% FS/Yr。該額(e)定(ding)值會在傳(chuan)感器的規格單中(zhong)給出。

還可查(cha)看規格單，檢(jian)查(cha)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)是否通(tong)過(guo)CE和RoHS認證。擁有CE標志(zhi)意味著(zhu)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)符合歡盟的(de)客(ke)戶安全性，健康和環(huan)保要求。RoHS認證了傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)的(de)6種(zhong)有害(hai)物質(zhi)的(de)最(zui)大允許(xu)含量:鉛、汞、鎘、六價鉻(ge)、PBB和PBDE。最(zui)后，尋找一個(ge)(ge)可提供(gong)多種(zhong)配(pei)置(zhi)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)的(de)供(gong)應商。這將使得最(zui)終用戶能夠與一個(ge)(ge)制造商合作，獲得具(ju)有適(shi)合各(ge)種(zhong)不同(tong)應用的(de)特定精(jing)度、分(fen)辨率和量程(cheng)的(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)。

試 驗臺和(he)(he)泄(xie)漏檢測系統的(de)系統設計(ji)者和(he)(he)制造商，應(ying)用(yong)和(he)(he)銷(xiao)售工程師以及分銷(xiao)商，始終(zhong)在尋找具(ju)有(you)頂級特性和(he)(he)功能的(de)傳感器，以滿足他們難以實現的(de)挑戰性需求(qiu)。他們可以確信(xin)如今的(de)差壓(ya)傳感器具(ju)有(you)高(gao)(gao)精度、高(gao)(gao)過(guo)(guo)壓(ya)能力(li)、低熱誤差、的(de)穩定性、高(gao)(gao)管(guan)路壓(ya)力(li)，以及堅固的(de)不銹鋼結構。這(zhe)些特性被傳感器供應(ying)商通(tong)過(guo)(guo)其持(chi)續研發(fa)計(ji)劃 不新(xin)地提高(gao)(gao)。持(chi)續改進的(de)傳感器有(you)助干確保系統制造商繼續生產*高(gao)(gao)質(zhi)量的(de)產品。