SICK施克傳感器的工作原理，你清楚了嗎？

SICK施克傳感器的工作原理，你清楚了嗎？

SICK施克傳感器是一種測(cè)量物理量并將其轉(zhuǎn)換為信號(hào)的設(shè)備。例如，數(shù)量可以是溫度、長(zhǎng)度、力，當(dāng)然也可以是壓力。在大多數(shù)情況下，信號(hào)是電信號(hào)，但也可以是光學(xué)信號(hào)。

SICK施克傳感器的定義：因此，壓力傳感器是一種儀器，由壓敏元件組成，用于確定施加在傳感器上的實(shí)際壓力（使用不同的工作原理）和一些組件，用于將這些信息轉(zhuǎn)換為輸出信號(hào)。

SICK施克傳感器中使用了各種不同的技術(shù)來(lái)提供準(zhǔn)確的結(jié)果。以下部分將重點(diǎn)介紹其中的一些內(nèi)容。

基于應(yīng)變片的壓力傳感器還使用壓敏元件，其中通過(guò)濺射粘合金屬應(yīng)變計(jì)或涂覆薄膜應(yīng)變計(jì)。該測(cè)量元件可以是隔膜，也可以用于金屬箔測(cè)量器，也可以使用罐式測(cè)量體。這種單片罐式設(shè)計(jì)的是提高了剛性，并且能夠測(cè)量高達(dá) 15,000 bar 的最高壓力。電氣連接通常通過(guò)惠斯通電橋完成，該電橋可以很好地放大信號(hào)并獲得精確且恒定的測(cè)量結(jié)果。 查看我們提供的基于應(yīng)變計(jì)的壓力傳感器。

SICK施克傳感器使用壓力腔和隔膜來(lái)產(chǎn)生可變電容器。當(dāng)施加壓力時(shí)，膜片會(huì)變形，電容會(huì)相應(yīng)減小。這種容量的變化可以通過(guò)電氣方式進(jìn)行測(cè)量，然后根據(jù)施加的壓力進(jìn)行設(shè)置。這些傳感器被限制在大約 40 bar 的低壓下。

SICK施克傳感器由膜片（主要由硅制成）和集成應(yīng)變片組成，用于檢測(cè)由于施加壓力而產(chǎn)生的應(yīng)變。這些應(yīng)變片通常配置在惠斯通電橋電路中，以降低靈敏度并增加輸出。由于使用的材料，壓力限制在 1,000 bar 左右。

與上述技術(shù)（所有技術(shù)都使用測(cè)量體的偏轉(zhuǎn)）不同，諧振壓力傳感器利用傳感機(jī)構(gòu)中共振頻率的變化來(lái)測(cè)量由施加壓力引起的應(yīng)力。根據(jù)這些傳感器的設(shè)計(jì)，諧振元件可以暴露在介質(zhì)中，其中諧振頻率取決于介質(zhì)的密度。有時(shí)，這些傳感器對(duì)沖擊和振動(dòng)也很敏感。

其他不使用測(cè)量體的壓力傳感器可以是熱傳感器或電離傳感器，它們利用由于帶電粒子流動(dòng)中的密度變化而導(dǎo)致的熱導(dǎo)率變化來(lái)測(cè)量施加的壓力。

壓力測(cè)量的類型

有多種屬性可用于對(duì)壓力傳感器進(jìn)行分類，包括它們測(cè)量的壓力范圍、操作溫度范圍或它們測(cè)量的壓力類型。不同的壓力類型可以是絕對(duì)壓力、表壓、密封壓力表和差壓。

SICK施克傳感器測(cè)量相對(duì)于參考室（接近真空）的壓力。

SICK施克傳感器用于測(cè)量相對(duì)于當(dāng)前大氣壓力的壓力。

密封表壓傳感器類似于表壓傳感器，但它們測(cè)量的壓力是相對(duì)于固定壓力而不是相對(duì)于當(dāng)前大氣壓的壓力。

差壓傳感器用于確定兩個(gè)壓力之間的差值，可用于測(cè)量壓降、液位和流量。

絕對(duì)壓力傳感器的明顯優(yōu)點(diǎn)是始終在相同的參考?jí)毫Γㄕ婵眨┫逻M(jìn)行測(cè)量，因此不受大氣壓力變化的影響，并且受溫度變化的影響較小。

具有毫伏輸出的壓力傳感器通常用于實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用。主要特點(diǎn)是成本低、體積小，并且需要穩(wěn)壓電源，毫伏信號(hào)的電平非常低，僅限于短距離(通常認(rèn)為最長(zhǎng)可達(dá)200英尺)并且很容易受到附近其他電信號(hào)(其他儀器、高壓交流電壓線等)的雜散電干擾)。毫伏輸出壓力傳感器典型接線配置如下圖所示：

SICK施克傳感器接線不會(huì)？看這一文就夠了，幾分鐘幫你搞定-有駕

具有放大電壓輸出的壓力傳感器通常用于需要更高級(jí)別直流信號(hào)的輕型工業(yè)環(huán)境和計(jì)算機(jī)接口系統(tǒng)。

由于內(nèi)置信號(hào)調(diào)理，比毫伏輸出壓力傳感器成本更高且尺寸更大。放大的電壓信號(hào)可以傳播到中等距離，并且比毫伏信號(hào)更能抵抗雜散電干擾。電壓輸出典型接線配置如下圖所示：

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壓力傳感器產(chǎn)生毫伏、放大的電壓或電流輸出，變送器僅產(chǎn)生電流輸出。

同樣，由于內(nèi)置信號(hào)調(diào)理，發(fā)射器比毫伏輸出傳感器成本更高且尺寸更大。與毫伏和電壓輸出壓力傳感器不同，電流信號(hào)不受任何雜散電干擾的影響，這是工廠的寶貴資產(chǎn)。電流信號(hào)也可以長(zhǎng)距離傳輸。電流輸出壓力傳感器典型的接線配置如下圖所示。

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不能按壓或觸摸隔膜，否則可能會(huì)損壞或改變其校準(zhǔn)，尤其是在低壓范圍型號(hào)上。

使用適當(dāng)?shù)膲毫︻~定配件和硬件，必須要確保有正確的螺紋類型和尺寸。如果需要，可使用壓力限制器、容量室、緩沖器等。

將傳感器放置在易于檢查和維修的地方。環(huán)境溫度應(yīng)在壓力傳感器規(guī)格范圍內(nèi)。環(huán)境溫度越接近25°C，溫度系數(shù)對(duì)壓力傳感器整體精度的影響就越小。避免過(guò)度振動(dòng)的位置。

安裝只能由熟悉安全實(shí)踐并了解與壓力系統(tǒng)相關(guān)的所有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的合格人員進(jìn)行。如果安裝時(shí)扭矩過(guò)大，傳感器校準(zhǔn)和/或零位可能會(huì)偏移。安裝后檢查零位偏移。安壓力傳感器時(shí)，請(qǐng)參閱標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)扭矩?cái)?shù)據(jù)了解螺紋尺寸和材料類型。

一個(gè)電源可以激勵(lì)多個(gè)換能器，可以使用的換能器數(shù)量?jī)H由每個(gè)換能器的電流消耗和電源的電流容量決定。

壓力傳感器的電流消耗總和不能超過(guò)電源的總電流容量。例如，如果你有50個(gè)電流為13毫安的壓力傳感器，你需要一個(gè)電流至少為650毫安(50x13)的電源，或者使用具有高電流容量的電源為一個(gè)壓力傳感器供電。

輸出毫安信號(hào)的壓力傳感器可以串聯(lián)到多個(gè)設(shè)備，它們可以在不受干擾的情況下長(zhǎng)距離傳輸信號(hào)，因此將毫安信號(hào)設(shè)備連接到多個(gè)儀表會(huì)比較容易。

下圖說(shuō)明了正確的接線，電流信號(hào)的一大優(yōu)點(diǎn)是設(shè)置多儀器系統(tǒng)的簡(jiǎn)單性。從儀器到儀器的長(zhǎng)距離傳輸，無(wú)電氣干擾，使多儀器系統(tǒng)變得容易。

例如，一個(gè)材料測(cè)試中心可能有一個(gè)控制室，用于所有不同的測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，從而可以從一個(gè)中心位置進(jìn)行操作。

在多儀器電流回路中，儀器校準(zhǔn)和故障排除很簡(jiǎn)單。儀器數(shù)量的限制是驅(qū)動(dòng)電流環(huán)路的電源電壓量，所需的最小電壓由歐姆定律V-IR(電壓等于電流乘以電阻)確定。

具體的如下圖所示：

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其中包含：組合儀器儀表、壓力傳感器、導(dǎo)線、電源

假設(shè)有以下情況：壓力變送器(4-20mA)，電源電壓為12-30Vdc；輸入阻抗為10Ω的面板儀表；輸入阻抗為25Ω的記錄儀；輸入阻抗為200Ω的計(jì)算機(jī)；引線電阻為5Ω。

那么：

24v是4-20mA電流回路中最常見(jiàn)的電源,也可以將電壓或毫伏信號(hào)連接到多臺(tái)儀器，不過(guò)不容易，并且不具備電流回路系統(tǒng)固有的校準(zhǔn)和故障排除優(yōu)勢(shì)。

SICK施克傳感器電壓或毫伏信號(hào)可以并聯(lián)連接到多個(gè)儀器，如下圖所示。這種方法假設(shè)連接的儀器具有非常高的輸入阻抗。如果不是這種情況，則可以使用模擬輸出來(lái)重新傳輸信號(hào)。

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如果你將PX409mA輸出壓力傳感器連接到DP400TP快速響應(yīng)過(guò)程儀表，你需要串聯(lián)所有儀表。在這種情況下，DP400TP也可以用作電源，提供驅(qū)動(dòng)PX409單元所需的12V或額外的20VDC。

測(cè)試系統(tǒng)可以使用手機(jī)等近場(chǎng)通信(NFC)設(shè)備對(duì)PX409設(shè)備進(jìn)行無(wú)線編程。然后可以將PX409的信號(hào)饋送到PLATINUM系列儀表，這是另一種類型的快速響應(yīng)儀表。所有PLATINUM儀表都包含USB輸出，因此它們可以直接連接到計(jì)算機(jī)。

安裝系統(tǒng)后，你必須要進(jìn)行測(cè)試以確保其正常工作，按照下面這三個(gè)步驟進(jìn)行操作：

1、使用手持泵向傳感器施加壓力。

2、觀察以確保所有三個(gè)單元的壓力變化。

3、驗(yàn)證，一旦壓力穩(wěn)定和靜態(tài)，所有三個(gè)單位都顯示相同的壓力讀數(shù)。

你可以使用此過(guò)程來(lái)設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)將記錄、記錄和繪制壓力傳感器的數(shù)據(jù)。

在測(cè)量多個(gè)壓力時(shí)，嘗試使用多個(gè)傳感器、一個(gè)開(kāi)關(guān)裝置和一個(gè)面板儀表是一個(gè)常見(jiàn)的錯(cuò)誤，雖然這個(gè)節(jié)省了多個(gè)面板儀表(或任何其他儀器)的成本。

SICK施克傳感器但問(wèn)題是每個(gè)傳感器都有一個(gè)的零點(diǎn)，而讀數(shù)只有一個(gè)零螺釘。最終結(jié)果是總精度提高到大約3%，即使每個(gè)壓力傳感器的精度為0.5%。在大多數(shù)情況下，這種較大的誤差是無(wú)法容忍的。

1、將多個(gè)傳感器與一個(gè)讀數(shù)設(shè)備一起使用的正確方法是使用具有內(nèi)置調(diào)零和跨距調(diào)節(jié)螺釘、相同輸出(電壓或電流)和相同壓力范圍的傳感器。

通過(guò)施加已知壓力來(lái)調(diào)整每個(gè)傳感器，以便它們都具有相同的輸出，當(dāng)它們都具有相同的輸出時(shí)，儀表被縮放并且可以使用開(kāi)關(guān)。

如下圖所示：連接到一米和一個(gè)開(kāi)關(guān)的多個(gè)壓力傳感器(具有內(nèi)置零位和跨度調(diào)節(jié)的傳感器，相同的輸出和相同的壓力范圍)

2、使用具有一個(gè)讀數(shù)的多個(gè)傳感器的另一種解決方案是使用掃描儀而不是儀表和開(kāi)關(guān)。

有許多類型的掃描儀，與多個(gè)壓力傳感器一起工作的掃描儀類型必須在每個(gè)通道上具有獨(dú)立的縮放比例。

一些掃描儀除了在每個(gè)通道上具有獨(dú)立的縮放比例外，還為每個(gè)通道提供獨(dú)立的電流、電壓或毫伏輸入。這些類型的掃描儀使你能夠在同一儀器上使用具有不同輸出和不同壓力范圍的傳感器。

大多數(shù)儀器設(shè)置為接收電壓。一個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題是如何使用電流信號(hào)和電壓設(shè)置的儀器，并且只需在儀器的輸入端子上安裝一個(gè)電阻即可。