詳解HYDAC壓力傳感器常見(jiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景

　　HYDAC壓力傳感器通常由壓力傳感元件和信號(hào)處理單元組成。根據(jù)試驗(yàn)壓力類(lèi)型的不同，壓力傳感器可分為表壓傳感器、差壓傳感器和絕對(duì)壓力傳感器。

　　壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中常見(jiàn)的一種傳感器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)控制環(huán)境，涉及水利水電、鐵路運(yùn)輸、智能建筑、生產(chǎn)控制、航空航天、軍工、石化、管道等諸多行業(yè)，以下將介紹一些壓力傳感器應(yīng)用。

　　1、HYDAC壓力傳感器在稱(chēng)重系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　在HYDAC壓力傳感器的應(yīng)用越來(lái)越多。在許多壓力控制過(guò)程中，通常需要采集壓力信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為可自動(dòng)控制的電信號(hào)。由壓力傳感器制成的壓力控制裝置通常稱(chēng)為電子稱(chēng)重系統(tǒng)。電子稱(chēng)重系統(tǒng)作為各種工業(yè)過(guò)程中物料流動(dòng)的在線(xiàn)控制工具，正變得越來(lái)越重要。電子稱(chēng)重系統(tǒng)不僅可以在產(chǎn)品制造過(guò)程中結(jié)合優(yōu)化生產(chǎn)和提高產(chǎn)品質(zhì)量，還可以將生產(chǎn)過(guò)程中的物流數(shù)據(jù)收集并傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心，用于在線(xiàn)庫(kù)存控制和財(cái)務(wù)結(jié)算。

　　在稱(chēng)重過(guò)程的自動(dòng)控制中，要求壓力傳感器不僅能感知重力信號(hào)，而且其性能必須可靠，動(dòng)態(tài)響應(yīng)和抗干擾性能必須良好。壓力傳感器提供的信號(hào)可由檢測(cè)系統(tǒng)直接顯示、記錄、打印、存儲(chǔ)或用于反饋調(diào)節(jié)控制。通過(guò)集成壓力傳感器和測(cè)量電路，整個(gè)裝置的體積大大減小。此外，屏蔽技術(shù)的發(fā)展也將保證稱(chēng)重壓力傳感器的抗干擾能力，進(jìn)一步提高稱(chēng)重過(guò)程的自動(dòng)化控制程度。

　　2、HYDAC壓力傳感器在石化行業(yè)的應(yīng)用

　　HYDAC壓力傳感器是石油化工自動(dòng)控制中常用的測(cè)量設(shè)備之一。在大型化工項(xiàng)目中，幾乎所有壓力傳感器都包括在應(yīng)用中：差壓、絕對(duì)壓力、表壓、高壓、微差壓、高溫、低溫，以及各種材料和特殊加工的法蘭式壓力傳感器。石油化工行業(yè)對(duì)壓力傳感器的需求主要集中在可靠性、穩(wěn)定性和高精度上�？煽啃院驮S多附加要求，如量程比和母線(xiàn)類(lèi)型，取決于變送器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工水平和結(jié)構(gòu)材料。壓力變送器的穩(wěn)定性和高精度主要由壓力傳感器的穩(wěn)定性和測(cè)量精度來(lái)保證。

　　HYDAC壓力傳感器的測(cè)量精度與壓力傳感器的測(cè)量精度和響應(yīng)速度相對(duì)應(yīng)，壓力變送器的穩(wěn)定性與壓力傳感器的溫度特性、靜壓特性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性相對(duì)應(yīng)。石化行業(yè)對(duì)壓力傳感器的需求體現(xiàn)在四個(gè)方面：測(cè)量精度、快速響應(yīng)、溫度特性和靜壓特性以及長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

　　傳感器是力敏傳感器的一種，在所有測(cè)力傳感器中，應(yīng)變式測(cè)力傳感器應(yīng)用最為廣泛。它能應(yīng)用于從極小到很大的動(dòng)、靜態(tài)力的測(cè)量，且測(cè)量精度高，其使用量約占測(cè)力傳感器總量的90％左右。

　　應(yīng)變式測(cè)力傳感器是由彈性敏感元件和貼在其上的應(yīng)變片組成。應(yīng)變式測(cè)力傳感器首先把被測(cè)力轉(zhuǎn)變成彈性元件的應(yīng)變，再利用電阻應(yīng)變效應(yīng)測(cè)出應(yīng)變，從而間接地測(cè)出力的大小。常見(jiàn)的彈性元件結(jié)構(gòu)形式有柱式、筒式、環(huán)形、梁式、輪輻式、s形等。

　　HYDAC壓力傳感器布置和接橋方式，對(duì)于提高力傳感器的靈敏度和消除有害因素的影響有很大關(guān)系。根據(jù)電橋的加減特性和彈性元件的受力性質(zhì)，在貼片位置許可的情況下，可貼4或8片應(yīng)變片，其位置應(yīng)是彈性元件應(yīng)變最大的地方。

　　HYDAC壓力傳感器彈性元件及應(yīng)變片的貼片方式。（a）為柱式彈性元件；（b）為筒式彈性元件；（c）為梁式彈性元件。

　　柱式、筒式，梁式測(cè)力傳感器貼片方式

　　HYDAC壓力傳感器通常都做成圓柱形和方柱形，用于測(cè)量較大的力。最大量程可達(dá)10MN。在載荷較小時(shí)（1～100kN），為便于粘貼應(yīng)變片和減小由于載荷偏心或側(cè)向分力引起的彎曲影響，同時(shí)為了提高靈敏度，多采用空心柱體。四個(gè)應(yīng)變片粘貼的位置和方向應(yīng)保證其中兩片感受縱向應(yīng)變，另外兩片感受橫向應(yīng)變（因?yàn)榭v向應(yīng)變與橫向應(yīng)變是互為反向變化的），如上圖（a）所示。

　　HYDAC壓力傳感器被測(cè)力不可能正好沿著柱體的軸線(xiàn)作用，而總是與軸線(xiàn)成一微小的角度或微小的偏心，這就使得彈性柱體除了受縱向力作用外，還受到橫向力和彎矩的作用，從而影響測(cè)量精度。

　　HYDAC壓力傳感器筒式、梁式等彈性元件是根據(jù)正應(yīng)力與載荷成正比的關(guān)系來(lái)測(cè)量的，它們存在著一些不易克服的缺點(diǎn)。為了進(jìn)一步提高測(cè)力傳感器性能和測(cè)量精度，要求測(cè)力傳感器有抗偏心、抗側(cè)向力和抗過(guò)載能力。20世紀(jì)70年代開(kāi)始已成功地研制出切應(yīng)測(cè)力傳感器。

　　HYDAC壓力傳感器由輪圈、輪轱、輻條和應(yīng)變片組成。輻條成對(duì)且對(duì)稱(chēng)地連接輪圈和輪轱，當(dāng)外力作用在輪轱上端面和輪轱下端面時(shí)，矩形輻條就產(chǎn)生平行四邊形變形，如下圖（b）所示，形成與外力成正比的切應(yīng)變。此切應(yīng)變能引起與中性軸成450方向的相互垂直的兩個(gè)正負(fù)正應(yīng)力，即由切應(yīng)力引起的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，通過(guò)測(cè)量拉應(yīng)力或壓應(yīng)力值就可知切應(yīng)力值的大小。因此，在輪輻式傳感器中，把應(yīng)變片貼到與切應(yīng)力成450的位置上，使它感受的仍是拉伸和壓縮應(yīng)變，但該應(yīng)變不是由彎距產(chǎn)生的，而主要是由剪切力產(chǎn)生的，此即這類(lèi)傳感器的基本工作原理。這類(lèi)傳感器的優(yōu)點(diǎn)是抗過(guò)載能力強(qiáng)，能承受幾倍于額定量程的過(guò)載。此外，其抗偏心、抗側(cè)向力的能力也較強(qiáng)，精度在0.1％之內(nèi)。