壓力傳感器ppt課件

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壓力傳感器,1,2,01,概述,3,概述,壓力傳感器(Pressure Transducer)是能感受壓力信號，并能按照一定的規(guī)律將壓力信號轉換成可用的輸出的電信號的器件或裝置。 壓力傳感器通常由壓力敏感元件和信號處理單元組成。按不同的測試壓力類型，壓力傳感器可分為表壓傳感器、差壓傳感器和絕壓傳感器。 壓力傳感器是工業(yè)實踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應用于各種工業(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、機床、管道等眾多行業(yè)。另有醫(yī)用壓力傳感器。,4,02,分類,5,分類,壓電式 擴散硅式 藍寶石式,6,壓電式,7,壓電式,壓電式壓力傳感器原理基于壓電效應。壓電效應是某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時，其內(nèi)部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個相對表面上出現(xiàn)正負相反的電荷。當外力去掉后，它又會恢復到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應。當作用力的方向改變時，電荷的極性也隨之改變。相反，當在電介質(zhì)的極化方向上施加電場，這些電介質(zhì)也會發(fā)生變形，電場去掉后，電介質(zhì)的變形隨之消失，這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應。壓電式壓力傳感器的種類和型號繁多，按彈性敏感元件和受力機構的形式可分為膜片式和活塞式兩類。膜片式主要由本體、膜片和壓電元件組成。壓電元件支撐于本體上，由膜片將被測壓力傳遞給壓電元件，再由壓電元件輸出與被測壓力成一定關系的電信號。這種傳感器的特點是體積小、動態(tài)特性好、耐高溫等?，F(xiàn)代測量技術對傳感器的性能出越來越高的要求。,8,擴散硅式,9,擴散硅式,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，和用電子線路檢測這一變化，并轉換輸出一個對應于這一壓力的標準測量信號。,10,藍寶石式,11,藍寶石式,利用應變電阻式工作原理，采用硅-藍寶石作為半導體敏感元件，具有無與倫比的計量特性。 藍寶石系由單晶體絕緣體元素組成，不會發(fā)生滯后、疲勞和蠕變現(xiàn)象；藍寶石比硅要堅固，硬度更高，不怕形變；藍寶石有著非常好的彈性和絕緣特性（1000 OC以內(nèi)），因此，利用硅-藍寶石制造的半導體敏感元件，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；藍寶石的抗輻射特性極強；另外，硅-藍寶石半導體敏感元件，無p-n漂移，因此，從根本上簡化了制造工藝，提高了重復性，確保了高成品率。 用硅-藍寶石半導體敏感元件制造的壓力傳感器和變送器，可在最惡劣的工作條件下正常工作，并且可靠性高、精度好、溫度誤差極小、性價比高。,12,藍寶石式,表壓壓力傳感器和變送器由雙膜片構成：鈦合金測量膜片和鈦合金接收膜片。印刷有異質(zhì)外延性應變靈敏電橋電路的藍寶石薄片，被焊接在鈦合金測量膜片上。被測壓力傳送到接收膜片上（接收膜片與測量膜片之間用拉桿堅固的連接在一起）。在壓力的作用下，鈦合金接收膜片產(chǎn)生形變，該形變被硅-藍寶石敏感元件感知后，其電橋輸出會發(fā)生變化，變化的幅度與被測壓力成正比。 傳感器的電路能夠保證應變電橋電路的供電，并將應變電橋的失衡信號轉換為統(tǒng)一的電信號輸出（0-5，4-20mA或0-5V）。在絕壓壓力傳感器和變送器中，藍寶石薄片，與陶瓷基極玻璃焊料連接在一起，起到了彈性元件的作用，將被測壓力轉換為應變片形變，從而達到壓力測量的目的。,13,03,故障與檢測,14,故障與檢測,常見故障 零點漂移 故障檢測,15,常見故障,16,常見故障,第一種是壓力上去，變送器輸也上不去。此種情況，先應檢查壓力接口是否漏氣或者被堵住，如果確認不是，檢查接線方式和檢查電源，如電源正常則進行簡單加壓看輸出是否變化，或者察看傳感器零位是否有輸出，若無變化則傳感器已損壞，可能是儀表損壞或者整個系統(tǒng)的其他環(huán)節(jié)的問題；,17,常見故障,第二種是加壓變送器輸出不變化，再加壓變送器輸出突然變化，泄壓變送器零位回不去，很有可能是壓力傳感器密封圈的問題。常見的是由于密封圈規(guī)格原因，傳感器擰緊之后密封圈被壓縮到傳感器引壓口里面堵塞傳感器，加壓時壓力介質(zhì)進不去，但在壓力大時突然沖開密封圈，壓力傳感器受到壓力而變化。排除這種故障的最佳方法是將傳感器卸下，直接察看零位是否正常，若零位正?？筛鼡Q密封圈再試；,18,常見故障,第三種是變送器輸出信號不穩(wěn)。這種故障有可能是壓力源的問題。壓力源本身是一個不穩(wěn)定的壓力，很有可能是儀表或壓力傳感器抗干擾能力不強、傳感器本身振動很厲害和傳感器故障； 第四種是變送器與指針式壓力表對照偏差大。出現(xiàn)偏差是正常的現(xiàn)象，確認正常的偏差范圍即可；,19,常見故障,第五種易出現(xiàn)的故障是微差壓變送器安裝位置對零位輸出的影響。微差壓變送器由于其測量范圍很小，變送器中傳感元件會影響到微差壓變送器的輸出。安裝時應使變送器的壓力敏感件軸向垂直于重力方向，安裝固定后調(diào)整變送器零位到標準值。,20,零點漂移,21,零點漂移,造成壓力傳感器的零點漂移的主要有以下幾個原因： 1.應變片膠層有氣泡或者有雜質(zhì) 2.應變片本身性能不穩(wěn)定 3.電路中有虛焊點 4.彈性體的應力釋放不完全；此外還和磁場,頻率,溫度等很多有關系。電漂或一些漂移都會存在，但我們可以通過一些方式縮小其范圍或修正。,22,零點漂移,零點熱漂移是影響壓力傳感器性能的重要指標，受到廣泛重視。國際上認為零點熱漂移僅取決于力敏電阻的不等性及其溫度非線性，其實零點熱漂移還與力敏電阻的反向漏電有關。在這點上，多晶硅可以吸除襯底中的重金屬雜質(zhì)，從而減小力敏電阻的反向漏電、改善零點熱漂移，提高傳感器的性能。,23,零點漂移,縮小電漂移和修正電漂移還有哪些方式呢？零點電漂移除了影響壓力傳感器的測量精度和降低靈敏度之外，還有哪些重要影響呢？ 利用零點電漂移可以消除壓力傳感器的熱零點漂移，所謂零點漂移，是指當放大器的輸入端短路時，在輸入端有不規(guī)律的、變化緩慢的電壓產(chǎn)生的現(xiàn)象。產(chǎn)生零點漂移的主要原因是溫度的變化對晶體管參數(shù)的影響以及電源電壓的波動等，在多數(shù)放大器中，前級的零點漂移影響最大，級數(shù)越多和放大倍數(shù)越大，則零點漂移越嚴重。,24,零點漂移,漂移的大小主要在于應變材料的選用，材料的結構或是組成決定其穩(wěn)定性或是熱敏性。 材料選好后的加工制成也很重要，工藝不同，會生產(chǎn)出不同效果的應變值，關鍵也在于通過一些老化等調(diào)節(jié)后，電橋值的穩(wěn)定或程規(guī)律的變化。 漂移的調(diào)節(jié)手段很多，大都根據(jù)廠家的條件或生產(chǎn)需求所決定，大多數(shù)廠家對零點漂移都控制得很好。溫度調(diào)節(jié)可通過內(nèi)部溫度電阻和制熱零敏度電阻補償、老化等。 對于采用電路轉換的變壓器中，電路部份的漂移可用通過選用好的元器件和設計更合適的電路來補償。 應變材料要選靈敏系數(shù)高、溫度變化小的材料。,25,故障檢測,26,故障檢測,檢查施工現(xiàn)場出現(xiàn)的故障，絕大多數(shù)是由于壓力傳感器使用和安裝方法不當引起的，歸納起來有幾個方面。 1、一次元件(孔板、遠傳測量接頭等)堵塞或安裝形式不對，取壓點不合理。 2、引壓管泄漏或堵塞，充液管里有殘存氣體或充氣管里有殘存液體，變送器過程法蘭中存有沉積物，形成測量死區(qū)。 3、變送器接線不正確，電源電壓過高或過低，指示表頭與儀表接線端子連接處接觸不良。 4、沒有嚴格按照技術要求安裝，安裝方式和現(xiàn)場環(huán)境不符合技術要求。,27,04,注意事項,28,注意事項,首先，要避免變送器跟具有腐蝕性和溫度過高的介質(zhì)接觸以避免損壞它;導壓管安裝的位置最好是在溫度波動較小的場合;在測量一些介質(zhì)具有很高的溫度的時候，必須要接上冷凝器，這是因為要避免變送器在工作的時候溫度超過一定的限度;要保持好導管里的暢通無阻;在寒冷的冬天使用時，如果變送器安裝在室外的話，還得注意采取好防凍的措施，這是為了不讓引壓口里的液體因為結冰的緣故導致它的體積膨脹起來，這樣容易損害傳感器;使用者在接線的時候，要把電纜穿過防水的接頭又或者是繞性管然后將密封螺帽給擰緊，這是可以防止液體這些東西經(jīng)過電纜滲漏到變送器的殼體里面。,29,注意事項,現(xiàn)在來說一下在測量液體壓力和氣體壓力時的注意事項，大家要區(qū)分清楚。在測量液體壓力的時候，取壓口必須要開在流程管道的側面的地方，這是為了防止有渣滓沉淀的緣故，還有這個時候安裝變送器的地方應該防止有其他液體的沖擊，避免傳感器因為受到的壓力過大而損壞。而在測量氣體壓力的時候，這個取壓口就必須開在流程管道的頂端位置，注意這是跟測量液體壓力的時候的差異，然后變送器必須要安裝在流程管道的上部，這是方便已經(jīng)積累的液體可以容易地注入到流程管道中去。,30,注意事項,在使用的時候也要對以下常識進行了解： 1、檢查安裝孔的尺寸、保持安裝孔的清潔； 2、正確安裝、選擇恰當?shù)奈恢茫?3、仔細清潔、保持干燥； 4、避免高低溫干擾、高低頻干擾、靜電干擾； 5、防止壓力過載；,31,Endress+Hauser,32,Endress+Hauser,endress+hauser是一個公司的名字：E+H公司創(chuàng)建于1953年，總部位于瑞士，在世界各地有40多個分支機構，有超過5,800名員工在進行研究、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售和維護工作。在德國、瑞士、法國、美國、日本等世界工業(yè)國成立了規(guī)模龐大的生產(chǎn)中心，其嚴格的品質(zhì)管理和完整的質(zhì)保體系均已達到ISO9001國際標準。聯(lián)系市場是開發(fā)高質(zhì)量、高可靠性儀表的重要因素之一，40多年來，E＋H公司通過緊密聯(lián)系市場，不斷開發(fā)適銷對路產(chǎn)品，受益匪淺，并已成為全方位的供應商。,33,Endress+Hauser壓力測量,表壓和絕壓測量 差壓測量 靜壓測量 孔板差壓流量測量 畢托管差壓流量測量,34,感謝您的觀看,THANK YOU FOR YOUR WATCHING,35,