市場上有許多類型的機(jī)電傳感器。盡管如此，所有壓力傳感器都會(huì)通過在壓力變化時(shí)測量傳感器內(nèi)部的物理變化來推斷壓力。這種物理變化可以是電阻，電容或頻率。這里想回顧一下與工業(yè)壓力變送器一起使用的所有類型的壓力傳感器，并解釋該傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)。但是，這并不是一個(gè)完整的列表，但確實(shí)涵蓋了當(dāng)前市場上90％的壓力變送器。
電容壓力傳感器
電容壓力傳感器是一種大型電容器，由一個(gè)固定板和一個(gè)可移動(dòng)板形成，它們連接至隔膜的機(jī)械輸出（通過填充液）。在板之間是介電材料。該傳感器還具有為電容器供電的振蕩器電路和電容檢測器電路。
電容壓力
電容器通電后，過程膜片上的壓力變化就會(huì)通過液壓傳遞到可移動(dòng)的板上，從而導(dǎo)致板之間的距離發(fā)生變化。距離的這種變化會(huì)改變極板之間的電容。電容檢測器電路感測電容的變化。傳感器中的電路的特征是知道電容的Y變化等于壓力的X變化。這種類型的傳感器的輸出信號很小且模擬。必須精心設(shè)計(jì)電容檢測器電路，以消除雜散電容的影響。作為模擬信號，必須使用A / D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字，以供變送器的處理電路使用。
好處
- •良好的低壓性能
- •良好的真空范圍性能
- •成熟的設(shè)計(jì)（使用了50多年）
缺點(diǎn)
- •電子復(fù)雜
- •僅測量一個(gè)過程變量
- •產(chǎn)生模擬輸出信號（需要A / D轉(zhuǎn)換器）
- •低信噪比
- •不能很好地處理過壓事件
- •沒有用于溫度補(bǔ)償?shù)臏囟葌鞲衅鳎ū仨歊TD放置在傳感器外部）
- •它是無源傳感器
這種傳感器類型使用壓阻效應(yīng)來測量壓力。壓阻效應(yīng)#早由開爾文勛爵（Lord Kelvin）于1856年發(fā)現(xiàn)，它指出半導(dǎo)體的電阻隨機(jī)械應(yīng)力的變化而變化。過程壓力的變化會(huì)引起機(jī)械應(yīng)力。在運(yùn)行過程中，過程膜片上的壓力變化通過填充液以液壓方式傳遞到傳感器膜片上。傳感器中的電路的特征是知道電阻的Y變化等于壓力的X變化。
壓電壓力
盡管可以使用不同類型的半導(dǎo)體，但是單晶硅由于其優(yōu)異的性能而被#廣泛地使用。這些傳感器使用四個(gè)壓敏電阻相連，以形成惠斯通電橋電路，以#大化傳感器的輸出并減少靈敏度誤差。此類傳感器的輸出信號是模擬信號，因此必須使用A / D轉(zhuǎn)換器將信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式，以供變送器的處理電路使用。
好處
- 響應(yīng)時(shí)間好
- 易于制造
缺點(diǎn)
- 受到高溫的負(fù)面影響
- 受到高靜壓的負(fù)面影響
- 僅測量一個(gè)過程變量
- 產(chǎn)生模擬輸出信號（需要A / D轉(zhuǎn)換器）
- 無法很好地處理超壓事件
- 低信噪比
- 沒有用于溫度補(bǔ)償?shù)臏囟葌鞲衅鳎≧TD必須位于傳感器外部）
- 它是一個(gè)無源傳感器
硅諧振傳感器
硅諧振傳感器是使用3D半導(dǎo)體微加工技術(shù)由單晶硅制成的。在傳感器上形成兩個(gè)“ H”形諧振器的圖案，每個(gè)諧振器均以高頻輸出運(yùn)行。
當(dāng)施加壓力時(shí)，橋同時(shí)受到應(yīng)力，一個(gè)處于壓縮狀態(tài)，另一個(gè)處于拉伸狀態(tài)。諧振頻率的#終變化會(huì)產(chǎn)生與施加壓力成正比的高差分輸出（kHz）。微處理器管理此簡單的基于時(shí)間的功能。
微處理器可以直接從傳感器接收數(shù)字信號，而wuxu通過A / D轉(zhuǎn)換器。因此提高了發(fā)射機(jī)的整體精度，因?yàn)楸M管很小，但是在轉(zhuǎn)換的每個(gè)階段中都有一定的出錯(cuò)可能性。
在壓差應(yīng)用中，微處理器還可以使用兩個(gè)頻率來確定靜壓。
因此，該傳感器可以用一個(gè)傳感器測量兩個(gè)不同的過程屬性。
好處
- •非常穩(wěn)定的可重復(fù)輸出（消除 磁滯）
- •高精度輸出
- •總數(shù)字信號
- •極低的溫度影響
- •高信噪比
- •傳感器內(nèi)置的溫度傳感器
- •可預(yù)測
- •它是有源傳感器
缺點(diǎn)
- •制造相對昂貴
- •不能在核電站的“熱”側(cè)使用
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