Keller硅传感器解读

压力变送器和传感器之keller
KELLER是世界世界著名的扩散硅压阻式压力传感器生产厂商。

主要从事研究开发、生产和销售扩散硅压力传感器、压阻式压力变送器，电容式压力变送器，压力校验仪及其它相关仪器仪表。

产品主要用于下述研究和生产领域：航空、航天、汽车及火车的测压系统，石油测井、石油化工，海上捕捞业、食品加工，污水处理，冶金控制、医疗仪器、体育和医学生物力学，气象测量等诸多领域。

在官方手册上，经常看到的传感器类型和介绍如下所示：
这些未经补偿和封装的传感器，输出信号温漂很大。

在工程应用中，不能直接将测量结果作为最终结果来使用，精度上更不能保证，因此为了满足不同的使用要求（主要为接口、精度、量程），诞生了一批压力变送器（pressure transmitter）。

我们重点从传感器（部分业内人士称之为芯体或硅传感器芯体）和产品两个方面做出介绍。

一、传感器（硅传感器芯体）
Keller传感器有以下几个特点：
①电流供电，标准工作电流1mA；
②有隔离膜片，在隔离膜片和硅膜片之间充硅油（隔离膜片材料可选）；
③材料通常为316L；
④自带氟橡胶密封圈；
⑤一次补偿的印制板不外露，对外引出5根导线或5根插针。

下面开始科普，专业人士可以跳过：
1.1
PAA：绝压，以真空作为标记零点，即在真空下，理论输出应为0，这个在自然环境下是不可能遇到的，人类抽真空的机器都达不到，除非去外太空标记，这样才能称之为“高”级。

因为在自然情况下不会出现这个点，所以通常按照线性推算就可以。

PA：密封表压，零点在环境气压（传感器标定时候的气压）。

也就是说，外界气压和这个气压一样的话，芯体就输出零，大于或者小于这个气压，相对的要输出正负信号。

在一些压力非常大的情况下，还要测量绝压，许多工程师会默认选择这种类型的传感器，毕竟密封的那点气压对于整个量程来说，造成的影响就是误差。

比如测量100MPa的绝压，误差是1MPa （已经很高了，1%的精度），我们密封的压力是一个大气压，大约就是0.1MPa，造成的影响只有1‰，完全在误差范围内。

PR：表压，在大气压下输出为0.
PD：差压。

（其实所有的传感器都可以理解为差压的变形）。

1.2
根据介绍，隔离膜片（DIAPHRAGM）是最不能直接接触的地方，压力量程越小的膜片表面积越大，这个地方在外力下很容易造成形变，本来就要靠这个带有波纹的隔离膜来承受力，有了预应力，以后使用过程中就不好说了。

这个同心波纹膜片还是通过激光焊接的方式密封硅油的，工艺水平想当了得，在一些传感器的侧面，还能够看到充硅油后孔密封的印记。

1.3
在手册上，你可以选择芯体的量程、系列、温度范围、温度补偿范围、精度、过压能力、使用环境等等指标，但凡选用的，都要去考察这些指标。

应用场合特殊的，免不了也要考虑振动、频率等特殊因素。

提醒设计工程师们你们可是要考虑密封方式的……
每一个芯体出厂的时候，都会有一个塑料袋包装，里面会附上这么一张小纸片（没有电路图的哦）和两个电阻，这个可是它的性能测试记录，每一个芯体都不一样。

（通常还会有条形码在这张说明书上）
a 压力传感器的类型（PA-8）量程（1000bar，1MPa=10bar），图号是8467.8
b 压力传感器序列号（通常没有，自己提要求）
c 试验温度
d 没有补偿的零点漂移
e 零点漂移值（mV），用试验电阻（510kΩ），只为系数计算用，正负符号表示电阻装在正输出或负输出端。

f 零点漂移：用于计算补偿电阻R1或R2---（这个指标我也没有理解什么意思）
g 温度零点误差：用于补偿电阻R1或R2
h 补偿电阻R1/R2和R3/R4
i 用补偿电阻R1/R2和R3/R4时的偏移（用R5补偿电位计进行零点微调）
j 压力传感器的灵敏度
k 压力试验点
l 压力试验点的信号
m 线性（通过零点的最佳直线）
n 线性（最佳直线）
o 长时间稳定性结果
p 芯片类型（按需求，硅芯片的标号）
q 电压绝缘试验试验
r 激励电流
s 测试日期和测试设备
二、压力变送器简介
压力变送器就是穿上衣服的传感器，给了合理的外形包装，增加信号调理电路，总之是该凸的地方就途，该翘的地方就翘，不然怎么满足大众的审美呢。

2.1
电流信号：4mA～20mA,
电压信号：0V～10V,0.5～4.5V
数字信号：RS485
2.2
既然芯体是分为好多压力类型的，变送器自然也有很多测量压力类型。

比如这种外形：
两个压力接口，跑不了就是差压的变送器。

这种，圆柱形，那就不是差压的，就属于表压或者绝压、密封表压的类型。

（犀利的朋友自然可以看到PR两个字母）
不要问我为什么都是圆柱形，人家就要圆润，安装方便（旋转），承受机械应力更大，加工也方便啊。

2.3
选择变送器，就是选择了成品，只要装的上，信号读取的出来，就可以了。

电流信号输出的变送器通常是两线制，电压信号输出的变送器通常是三线制。

现在有些压力变送器甚至自身带了数字显示，直接省去你再考虑怎么接线，照着读数就可以了。

变送器的稳定性问题和输出漂移啊、跳动啊，这些问题偶尔发生，毕竟做到极致完美的产品几乎不存在，苹果手机还会变弯呢，不是吗？
有一点，工业上选择变送器，要根据测量介质选择合适的接口类型，有些变送器的受压孔非常小，那就不要用来测量粘稠的物质了，改用那种口径非常大，甚至直接露出隔离膜片的那种变送器。

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