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压力传感器的工作原理及应用

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:当压力增加时,使作用不同的传感压力元器件产生形变,将向上移动,通过栏杆弹簧等机械结构,最终启动最上端的微动开关,使电信号输出。

压力传感器的工作原理及应用

2.1.3.1 工作原理

压力开关是一种简单的压力控制装置,当被测压力达到额定值时,压力开关可发出警报或控制信号。压力开关的工作原理是:当系统内压力高于或低于额定的安全压力时,感应器内碟片瞬时发生移动,通过连接导杆推动开关接头接通或断开,当压力降至或升额定的恢复值时,碟片瞬复位,开关自动复位,或者简单地说是当被测压力超过额定值时,弹性元件的自由端产生位移,直接或经过比较后推动开关元件,改变开关元件的通断状态,达到控制被测压力的目的。压力开关采用的弹性元件有单圈弹簧管、膜片、膜盒及波纹管等。

2.1.3.2 主要特点

压力开关主要类别包括常开式和常闭式。主要有以下特点:

(1)安装灵活,使用方便,无需特殊的安装固定。

(2)插片式导线式的连接可供用户任意选定。

(3)密封式不锈钢感应器安全可靠。

(4)压力范围内可根据用户任意选定的压力值进行制造。

2.1.3.3 主要分类

1.隔爆型压力开关

压力开关可分为防爆型和隔爆型,使用等级范围为ExdⅡCT1~T6。可用于爆炸区域及强腐蚀气氛环境中。隔爆型压力开关(图2-8)可提供适用于不同压力、差压、真空和温度范围等的产品。

2.机械压力开关

机械压力开关(图2-9)为纯机械形变导致微动开关动作的压力开关。当压力增加时,使作用不同的传感压力元器件(膜片、波纹管、活塞)产生形变,将向上移动,通过栏杆弹簧等机械结构,最终启动最上端的微动开关,使电信号输出。压力开关设定方式从功能原理上又分成连续位移型和力平衡型。

图2-8 隔爆型压力开关示意图

(www.xing528.com)

图2-9 机械压力开关示意图

3.电子压力开关

电子压力开关(图2-10)可用来替代电接点压力表,使用在工控控制要求比较高的系统上。这种压力开关内置精密压力传感器,通过高精度仪表放大器放大压力信号,通过高速MCU采集并处理数据,一般都是采用4位LED实时数显压力。继电器信号输出,上下限控制点可以自由设定,迟滞小,抗震动,响应快,稳定可靠,精度高(精度一般在±0.5%F.S,高则达±0.2%F.S),利用回差设置可以有效地保护压力波动带来的反复动作,保护控制设备,是检测压力、液位信号,实现压力、液位监测和控制的高精度设备。电子压力开关的优点是电子显示屏直观,精度高,使用寿命长,通过显示屏设置控制点方便。但是,其缺点是相对价格较高,需要连续供电。一旦发生断电现象,就会出现压力开关误动作,因此不建议在关键场合(如压力油罐上)选用电子压力开关。

图2-10 电子压力开关示意图

2.1.3.4 压力开关选用时的注意事项

在压力开关的选择中,须注意以下方面:

(1)防爆的必要性。防爆形式分为隔爆型和本安型。

(2)接点数量。一接点(一个输出)或两接点(两个输出)。

(3)设定值和压力范围的确定。推荐设定范围在压力范围的30%~65%之间,可设定范围为压力范围的15%~90%之间。

(4)接断差的形式。可调式或固定式。

(5)是否有脉动。如果压力有脉动或振动,需要带节流阀用以抑制脉动压力对仪表的损伤。

(6)带隔膜的场合。测定腐蚀性、高黏度或温度过高时,需要选用带隔膜。

图2-11 差压开关示意图

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