压力传感器
一、简介
压力传感器是工业实践中***为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。
二、分类
1、多传感器信息融合技术的基本原理就像人的大脑综合处理信息的过程一样，将各种传感器进行多层次、多空间的信息互补和优化组合处理，***终产生对观测环境的一致性解释。在这个过程中要充分地利用多源数据进行合理支配与使用，而信息融合的***终目标则是基于各传感器获得的分离观测信息，通过对信息多级别、多方面组合导出更多有用信息。这不***是利用了多个传感器相互协同操作的优势，而且也综合处理了其它信息源的数据来提高整个传感器系统的智能化
2、压力传感器是使用***为广泛的一种传感器。传统的压力传感器以机械结构型的器件为主，以弹性元件的形变指示压力，但这种结构尺寸大、质量重，不能提供电学输出。随着半导体技术的发展，半导体压力传感器也应运而生。其特点是体积小、质量轻、准确度高、温度特性好。特别是随着MEMS技术的发展，半导体传感器向着微型化发展，而且其功耗小、可靠性高。
技术参数：
测量介质：液体或气体（对不锈钢壳体无腐蚀）
量程：0-10MPa
精度等级：0.1%FS、0.5%FS（可选）
稳定性能：±0.05%FS/年；±0.1%FS/年
输出信号：RS485、4~20mA（可选）
过载能力：150%FS
零点温度系数：±0.01%FS/℃
满度温度系数：±0.02%FS/℃
防护等级：IP68
环境温度：-10℃～80℃
存储温度：-40℃～85℃
供电电源：9V～36V DC；
结构材料：外壳：不锈钢1Cr18Ni9Ti
密封圈：氟橡胶
膜片：不锈钢316L
电缆：φ7.2mm聚氨酯专用电缆
三、无法避免误差
1、首先的偏移量误差：由于压力传感器在整个压力范围内垂直偏移保持恒定，因此变换器扩散和激光调节修正的变化将产生偏移量误差。
2、其次是灵敏度误差：产生误差大小与压力成正比。如果设备的灵敏度高于典型值，灵敏度误差将是压力的递增函数。如果灵敏度低于典型值，那么灵敏度误差将是压力的递减函数。该误差的产生原因在于扩散过程的变化
3、第三是线性误差：这是一个对压力传感器初始误差影响较小的因素，该误差的产生原因在于硅片的物理非线性，但对于带放大器的传感器，还应包括放大器的非线性。线性误差曲线可以是凹形曲线，也可以是凸形曲线称重传感器
4、***后是滞后误差：在大多数情形中，压力传感器的滞后误差完全可以忽略不计，因为硅片具有很高的机械刚度。一般只需在压力变化很大的情形中考虑滞后误差
四、安装问题
通常高温熔体压力传感器的损坏都是由于其安装位置不恰当而引起的，如果将传感器强行安装在过小的孔或形状不规则的孔中，就有可能造成传感器的震动膜受到冲击而损坏，选择合适的工具加工安装孔，有利于控制安装孔的尺寸，另外，合适的安装扭矩有利于形成良好的密封，但是如果安装扭矩过高就容易引起高温熔体压力传感器的滑脱，为防止这种现象发生，通常在传感器安装之前在其螺纹部分上涂抹防脱化合物
压力传感器正确安装方法：
(1) 通过适当的仪表， 在普通大气压和标准温度条件下，核实压力传感器的频率反应值。
(2) 核实压力传感器的编码与相应的频率反应信号的正确性。
确定具体安装位置：
为了确定压力传感器的编号和具体安装位置， 需按充气网的各个充气段来考虑。
(1) 压力传感器须***沿着线缆进行安装， ***好安装在线缆接头处。
(2) 每条线缆装设压力传感器不少于4个， 靠近电话局的两个压力传感器， 相距不应大干200m。
(3) 每条线缆的始端和末端分别安装1个。
(4) 每条线缆的分支点应装1个， 如果两个分支点相距较近(小于100 m)，可只装1个。
(5) 线缆敷设方式(架空、地下)改变处应装1个
(6) 对无分支的线缆， 因垒线的线缆程式一致， 压力传感器的安装隔距不大干500m， 并使其总数不少于4个。
(7) 为了便于确定压力传感器故障点， 除在起点安装压力传感器外，距起点150~200m处，还要另外安装1个当然在设计中， 一定要考虑经济与技术的因素， 在不需要安装压力传感器的地方，则应不必安装。
五、应用领域
压力传感器主要应用于：增压缸、增压器、气液增压缸、气液增压器、压力机，压缩机，空调制冷设备等领域
1、应用于液压系统
压力传感器在液压系统中主要是来完成力的闭环控制。当控制阀芯突然移动时，在极短的时间内会形成几倍于系统工作压力的尖峰压力。在典型的行走机械和工业液压中，如果设计时没有考虑到这样的极端工况，任何压力传感器很快就会被破坏。需要使用抗冲击的压力传感器，压力传感器实现抗冲击主要有2中方法，一种是换应变式芯片，另一种方法是外接盘管，一般在液压系统中采用第一种方法，主要是因为安装方便。此外还有一个原因是压力传感器还要承受来自液压泵不间断的压力脉动。
2.应用于安全控制系统
压力传感器在安全控制系统中经常应用，主要针对的领域是空压机自身的安全管理系统。在安全控制领域有很多传感器应用，压力传感器作为一种非常常见的传感器，在安全控制系统中应用也不足为奇。
在安全控制领域应用一般从性能方面来考虑，从价格上的考虑，还有从实际操作的安全性方便性来考虑，实际证明选择压力传感器的效果非常好。压力传感器利用机械设备的加工技术将一些元件以及信号调节器等装置安装在一块很小的芯片上面。所以体积小也是它的优点之一，除此之外，价格便宜也是它的另一大优点。在一定程度上它能够提高系统测试的准确度。在安全控制系统中，通过在出气口的管道设备中安装压力传感器来在一定程度上控制压缩机带来的压力，这算是一定的保护措施，也是非常有效的控制系统。当压缩机正常启动后，如果压力值未达到上限，那么控制器就会打开进气口通过调整来使得设备达到***大功率。
3.应用于注塑模具
压力传感器在注塑模具中有着重要的作用。压力传感器可被安装在注塑机的喷嘴、热流道系统、冷流道系统和模具的模腔内，它能够测量出塑料在注模、充模、保压和冷却过程中从注塑机的喷嘴到模腔之间某处的塑料压力。
4.应用于监测矿山压力
传感器技术作为矿山压力监控的关键性技术之一。一方面，我们应该正确应用已有的各种传感器来为采矿行业服务；另一方面，作为传感器厂家还要研制和开发新型压力传感器来适应更多的采矿行业应用。压力传感器有多种，而基于矿山压力监测的特殊环境，矿用压力传感器主要有：振弦式压力传感器、半导体压阻式压力传感器、金属应变片式压力传感器、差动变压器式压力传感器等。这些传感器在矿产行业都有广泛的应用，具体使用哪种传感器还有根据具体的采矿环境进行选择。
5.应用于压缩机，空调冷设备
压力传感器常用于空气压力机，以及空调制冷设备，这类传感器产品外形小巧、安装方便、导压口一般采用专用阀针式设计
六、性能参数
1. 额定压力范围
额定压力范围是满足标准规定值的压力范围。也就是在***高和***低温度之间，传感器输出符合规定工作特性的压力范围。在实际应用时传感器所测压力在该范围之内。
2. ***大压力范围
***大压力范围是指传感器能长时间承受的***大压力，且不引起输出特性长久性改变。特别是半导体压力传感器，为提高线性和温度特性，一般都大幅度减小额定压力范围。因此，即使在额定压力以上连续使用也不会被损坏。一般***大压力是额定压力***高值的2－3倍。
3. 损坏压力
损坏压力是指能够加在传感器上且不使传感器元件或传感器外壳损坏的***大压力。
4. 线性度
线性度是指在工作压力范围内，传感器输出与压力之间直线关系的***大偏离。
5.压力迟滞
为在室温下及工作压力范围内，从***小工作压力和***大工作压力趋近某一压力时，传感器输出之差。
6.温度范围
压力传感器的温度范围分为补偿温度范围和工作温度范围。补偿温度范围是由于施加了温度补偿，精度进入额定范围内的温度范围。工作温度范围是保证压力传感器能正常工作的温度范围。
