品牌:沧正传感型号:CAZF-Y8精度:0.5%FS使用温度:-20~80℃滞后:0.5%FS重复性:0.5%FS
深圳沧正传感仪器有限公司是一家专门从事压力传感器、称重传感器、拉压力传感器、角度传感器及变送器与显示仪表研发、生产、销售于一体的企业。 沧正传感产品丰富、质量可靠,广泛应用于工业自动化设备、工业机器人、医疗器械等压力检测与控制场合。
压力传感器性能的好坏很大程度上取决于制造材料的选择。压力传感器材料包括以下几个部分:应变片、弹性体、贴片黏合剂、密封胶、引线密封和引线。
应变片和电阻元件材料
应变片是压力传感器的感应部分,它将外力的大小转化为电学量输出,是压力传感器重要的组成部分,常用的应变片基材采用高分子薄膜材料,应变材质通常为高纯度康铜 。应变片的性能不仅仅与基材和康铜纯度有关,还与制造工艺有关。提高工艺技术水平也是改善传感器性能一个很重要的方面。
弹性体材料
压力传感器弹性体的作用是传递外力,它必须具有在受到相同力大小的时候,产生形变一样,因为应变片就粘贴在弹性体上面,弹性体的形变就是应变片的形变;同时它还须具有复位性,在外力消失的时候,可以自动复位。弹性体材料通常选择各样金属,主要有铝合金、不锈钢和合金钢等等。
贴片黏合剂材料
贴片黏合剂是把应变片和弹性体牢牢固定在一起,使它们产生的形变永远一致。由此可见,贴片黏合剂也是一个重要部件。21世纪初,使用叫多的贴片黏合剂是双组分高分子环氧系列黏合剂。21世纪初,它的性能与它自身的纯度、混合方式、储存时间、固化方式、固化时间等关系很大,在使用之前按要仔细看它的详细介绍。
引线密封和引线材料
传感器输出引线如果不固定的话,会发生损坏或松动,导致信号不稳定或没有输出。21世纪初传感器输出都采用连接器的方式,连接器的材质和紧固力度也会给输出带来影响。采用连接器跟密封胶配合使用。内部引线也需要固定,防止其到处移动。引线的质量也很重要,其材质性能从高到低的排列顺序依次为镀银、铜线和铝线。如果周围高频信号、无线电波干扰严重的话,还需采用屏蔽电缆;在腐蚀性环境和易燃易爆场合则需要采用防腐防阻燃和防爆电缆,外加套管进行保护。
密封胶材料
早期的压力传感器密封都采用密封胶,后来由于制造技术的发展,用焊接技术可以提高较大压力传感器的稳定性和使用寿命。虽然21世纪初很多采用了焊接技术,但是某些重要部位还需涂抹一些密封胶。密封胶一般都采用硅胶,硅胶具有稳定性好的优点,可以防潮、防腐蚀,绝缘性能也非常好。
压力传感器的应用非常广泛,很多工业设备上都可能会用到压力传感器,那么,我们怎么正确选择压力传感器呢?下面我们一起来分析一下。
1、测何种压力
购买压力传感器首先要明确要测的是何种压力,是测机械还力还是气压(液压),测机械压力的压力传感器也叫称重测力传感器,测气压(液压)的一般称为压力变送器,压力变送器带引压孔(平膜式的除外)。如果是测机械压力,还要考虑传感器的结构形式和尺寸大小,根据安装空间选择合适尺寸的压力传感器。对于需要配合工装的压力测量,可以选择拉压式的传感器,方便联接工装,实现无障碍力传递。
2、测量量程
首先需要了解的是对应系统中所需要的压力值。那么所需要选配的压力传感器压力范围值应该达到系统所需压力值的1.5倍。这些额外的压力范围是由于许多的系统,特别是气缸过程控制,下压过程会产生一个很大的瞬间冲击力,如果**过传感器的量程会缩短传感器的寿命或者直接冲坏传感器。所以仅仅提高传感器额定压力并不是万全之策,因为这会牺牲传感器的精度 。也可以使用缓冲装置来减弱冲击力。
3、测量精度
精确度是行业内通俗用来描述传感器输出误差常用的一个术语。它来源于非线性,迟滞,重复性,温度,零点平衡,校正和湿度效应。通常下我们将精确度*为非线性,迟滞和不可重复性的综合影响。对许多传感器来说,“精确度”会由于温度,零点平衡等因素而比标称值更低。拥有更高精确度的传感器的成本会更高,那么所对应的系统真是需要这么高的精确度吗?使用高精确度传感器和低分辨率仪器组成的系统其实是一种低效率的解决方案。
4、工作温度
压力传感器,像所有物理设备系统一样,会在较端温度的环境下会产生错误甚至无法使用。一般每个传感器将会有两个温度范围,分别是工作范围和补偿范围。补偿范围包含在工作范围之内。工作范围是指在这个范围内,传感器通电后可以暴露在介质中而不会发生损坏。如工作环境为高温,选型时需向厂家说明。
5、何种输出
机械压力传感器一般输出为毫伏信号,如接入PLC等控制系统,需要选配变送器(放大器)或者显示仪表。根据现场使用要求选择模拟量(0-5V,0-10V,4-20mA)、数字量(RS232,RS485)或者开关信号(晶体管,继电器)输出。
灵敏度是应变式压力传感器非常重要的一个参数,灵敏度是压力传感器的输出信号系数,单位为mV/V,常见的有1mV/V,2mV/V,压力传感器的满量程输出=工作电压*灵敏度,例:工作电压5VDC,灵敏度2mV/V,满量程输出即为5V*2mV/V=10mV,如压力传感器满量程为100KG,压满100KG,输出即为10mV,压50KG即为5mV。
电阻应变式压力传感器的灵敏度单位是mV/V(毫伏/伏)。这个单位对初次接触这种产品的人来说是不易理解的。事实上, 这是一种无源传感器,必须在有外电源激励的情况下才会有信号输出。所以这种传感器至少是四线制--两根电源和两根信号。
一般压力传感器的灵敏度是1~2mV/V, 也有3mV/V的,还有1mV/V以下的,一般来讲,压力传感器的灵敏度总是越大越好,但这取决于弹性体设计、应变片、压力传感器综合误差、极限载荷的影响。通常,在压力传感器的线性范围内,希望压力传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时,与被测量变化对应的输出信号的值才比较大,有利于信号处理。但要注意的是,压力传感器的灵敏度高,与被测量无关的外界噪声也容易混入,也会被放大系统放大,影响测量精度。因此,要求压力传感器本身应具有较高的信噪比,尽量减少从外界引入的干扰信号。
传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量,而且对其方向性要求较高,则应选择其他方向灵敏度小的传感器;如果被测量是多维向量,则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。
2mV/V 指的是指对这种传感器施加额定载荷后,其输出信号和输入信号之为2mV/V, 也就是说当传感器激励电压为1V 时,对传感器施加额定载荷后,传感器输出信号变化为2mV。
压力传感器激励电压主要由应变片决定,一般为15V,推荐电压为10VDC。
选择压力传感器首先要确定测的是什么压力,压力传感器分为测机械压力和气压(液压),机械压力单位通常为N、KN、KGf等,气压液压单位通常为KPa、MPa、PSI等。本文讲述的是机械压力的选择。
1、对于机械压力,首先要考虑是测压力还是测拉力,如只测压力,选择压式测力传感器即可,如需测拉力则需要选择拉压力传感器。另外如需要联接工装或者压头,也选择拉压力传感器以方便工装清零。笔者曾经见过一个案例,客户选的是压式测力传感器,压力传感器往下压,首先压到工装,然后继续往下压,一直压到产品。这样,压力传感器首先受到力,然后产品才受到力,压力传感器和产品受到的力不相同,产品本身受到的力比压力传感器要小,在结构已定型的情况下,客户只能在PLC程序里加补偿值。这种情况,如果选择拉压型的传感器,把传感器和工装联接在一起就完全可以避免了。
2、量程的选择,为避免因过载损坏传感器,在精度允许的范围内,应尽量把量程选大。如用气缸或电缸驱动,应计算好气缸或电缸的推力,包括冲击力。
3、压力传感器外形尺寸的选择,如安装空间没有限制,可以选择尺寸稍大一点的传感器,尺寸大的传感器底部一般都有螺纹孔,安装方便,直接用螺丝固定,可以省去加工夹具的麻烦。另外,一般来说,尺寸稍大的传感器精度相对高一点。
4、环境温度对传感器工作有一定的影响,选择压力传感器的时候也应考虑温度的因素,如环境温度过高,应跟厂家说明,选用高温的传感器。
5、由于压力传感器输出的是毫伏信号,这个信号不是标准的模拟信号,应配套一个变送器,也叫放大器,把信号变送成标准的模拟信号或数字信号,如标准模拟量4-20mA、0-5V、0-10V,数字量RS232、RS485等。
6、如需现场显示,则需要配显示仪表,显示仪表和变送器二选一。如需接PLC或其他采集系统,需选带模拟量输出或者串行通讯的显示仪表。
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