压力传感器的选型要点

压力传感器的选型要点
压力传感器的选型要点

压力传感器的选型要点

随着现代测量和自动化技术的发展,压力传感器的用量每年以20 %的速度增长。目前市场上的压力传感器品种繁多,规格及技术性能不一,价格差别也很大。摆在使用者面前的问题是,应选用怎样的压力传感才能满足需要?哪些指标是最重要的?应考虑哪些问题?这就涉及到传感器的选用。选用的原则便是以最经济的价格买到满足其用途、压力量程、精度要求、温度范围、电和机械要求的压力传感器。

传感器装到设备上后,运行正常、稳定,测量准确。以下是选用压力传感器时必须考虑的几个重要方面。

1. 用途

由于结构不同,压力传感器可以分为测定绝对压力、对大气的相对压力和差压。测定绝对压力时,传感器内自身带有真空参考压,所测压力与大气压力无关,是相对于真空的压力。对大气的相对压力是以大气压力为参考压,因此传感器弹性膜一侧始终与大气是连通的。由于大气压力与离地面的高度、四季中大气中水汽含量的变化以及不同地点和组成大气的各种气体的含量的变化有关。因此,所测得的相对压力便与上述因素有关。此外,还可从传感器弹性膜两侧分别导人流体压力,这样能测定流体不同地点或流体间的差压。针对不同用途

应选用不同结构的压力传感器。

2.压力量程范围

压力传感器的压力适用范围是分级的。这是因为压力传感器的弹性膜承受流体压力有一个限度。这就是通常所说的耐压极限,超过此极限弹性膜便破裂了。一般来说,每一传感器都有20 - 300 %的过压能力。因此,产品说明书上的压力最大量程为耐压极限的30 - 80 %. 选用过高的压力量程是不必要的。

压力量程的选用应主要考虑三个方面的因素:

即传感器的最大过压能力、精度与压力量程的关系和传感器的价格与压力量程的关系。

对于传感器的最大过压能力,传感器承受静压力与动压力情况下是有很大区别的。后者往往会出现冲击压力,甚至冲击波。冲击压力远高于静压力。如果选用的最大工作压力量程是指静压力的话,传感器在承受动压力时,应选用较大的过压能力。否则冲击压力很容易达到极限耐压,使压力传感器受到破坏。

对于精度与压力量程的关系。压力传感器的热零点漂移和热灵敏度漂移系数及非线性误差是影响传感器精度的重要指标。对同一压力传感器来说,热零点漂移系数随工作压力增加而减小,而热灵敏度系数和非线性误差随工作压力增加而增加。因此,工作压力增加有利于减小热零点漂移,而不利于热灵敏度漂移和非线性误差。热零点漂移比较大时,提高工作压力量程有利于提高压力传感器的精度。热零点漂移比较小时,减小工作压力量程有利于提高精度。对不同压力量程

的传感器来说,灵敏度是不同的。低压力量程传感器的灵敏度高分辨率自然也高。

对于传感器的价格与压力量程的关系,一般来说,013 - 1MPa 的压力传感器的价格较便宜,011MPa以下或1MPa 以上的压力传感器价格比较贵。测定2- 3kPa 压力时可选购10 - 50kPa 的压力传感器。特别是使用者自己设计和选用补偿电路时,能使精度进一步提高。这样可以使成本大幅度降低。一般而言,质量好的压力传感器,满量程输出都可以达到100mV/ 10V. 如果只用一半的压力量程,则对应的输出便只有50mV/ 10V. 因此最大工作量程应尽可能接近产品说明书上所标明的该压力传感器的量程级。

3.精度

压力传感器可用作压力计量元件或作敏感元件进而进行自动控制。特别对前一用途,对它提出比较高的精度要求。由于用半导体芯片制成的压力传感器的精度受温度的影响,因此应注意传感器的使用温度范围。

静态精度是指某一特定温度(室温25 ℃)下应达到的精度。可以分为四档:0101 - 011 %FS 为超高精度:011 - 1 %FS 为高精度:1 - 2 %FS 为普通精度;2 - 10 %FS 为低精度。

全温度范围精度是指压力传感器在整个使用温度范围内都应达到的精度。同样可以分为四档:

0101 - 011 %FS;011 - 1 %FS;1 - 2 %FS;2 - 10 %FS. 静态精度达到011 - 1 %FS ,也许全温度范围精度只够1 - 2 %FS ,甚至只

够2 - 10 %FS.

对使用者来说,往往希望压力传感器的精度越高越好。但是压力传感器达到高精度时,必然在制作过程中增添了许多附加工艺以及校淮过程和补偿技术,相应成本提高了,当然其售价也随之大幅度增加。因此应根据压力传感器实际应用场合和要求,提出合理的精度要求及相应的温度范围。

4.电学要求

一般普通压力传感器的输出为模拟信号,近距离满量程输出电压可达100 - 150mV ,输出电流为0- 0101mA. 远距离输出信号电压便会衰减,应采用电流信号输出。经压力变送器将电流放大后可以输出20mA 以下的电流信号。这样,价格就成倍增加。

另外,只有经过A/ D 和V/ F 变换后才能得到数字信号和频率信号。

恒流源和恒压源都是通常传感器采用的两种激励源。两种激励方法是有区别的,其作用不同。

恒流源激励有利于热灵敏度漂移的补偿作用。

因为桥臂电阻器的温度系数为正,而灵敏度温度系数为负。恒流源激励时的输出信号电压的温度系数是两者的代数和。而恒压激励不能直接提供灵敏度温度补偿效果。但用恒压源激励时可在桥外串接热敏电阻或二极管以补偿热灵敏度漂移。用恒流源激励时,这种灵敏度补偿方法便不起作用。可见,恒压源激励和恒流源激励相互之间不能随意互换。

一般精度测量时用恒流源激励。恒压源激励时,测量的精度取决于恒压源稳压器件的精度。

另外,又可将压力传感器的激励电源分为正比激励和固定激励。前者是将压力传器电桥直接接到电源上,当电源改变时,压力传感器的灵敏度和零点都随之发生变化。后者内部有一个参照电压,压力传感器电桥由参照电压供电激励。参考电压是恒定的,与电源电压无关。只要电源电压在一指定电压范围内变化,参照电压不变。因而传感器的输出不变,不受电源电压的影响。

压力传感器可以用电池供电,但更普遍的是采用直流稳压电源技术。电池供电时噪声小,但随电池使用,供电电压逐渐降低,特别是当传感器用正比激励时,灵敏度便逐渐减小。这就会造成读数不准。因此要采用补偿办法(例如压力传感器和A/ D 变换器共用一个电池供电) ,或者使用低功耗、小电流的压力传感器,长寿命电池,或者测量压力时接上电源,测量完毕后,将电池关闭节省电能。换上新电池后,压力传感器需要重新校准标定。这是因为不同牌号的电池其电动势、内阻都存在一定的差异。压力传感器的电桥激励电压的变化会造成灵敏度的改变。

5.作业方式

作业方式也是需要考虑的重要问题。例如传感器用于气体压力的测量与液体压力的测量时情况便不同。气体是可压缩流体,增夺时会贮存一定的压缩能,减压时又以动能释放出来,给传感器弹性膜施加冲击波。要求压力传感器有较大的过载能力。液体是不可压缩流体,

在压力传感器安装时,拧紧螺拴又无可压缩空间则可使液体压力升高超过弹性膜的耐压极限,导致弹性膜破裂。由于这种情况屡屡发生,也要求压力传感器有较大的过压能力。

压力传感器的工作环境恶劣时,例如有大的振动、冲击,大的电磁干扰,对传感器提出更为严格的要求。不仅过压能力强,而且要求机械密封可靠,防松动,传感器安装正确。传感器自身的引线、引脚以及外导线都应加以电磁屏蔽,并将屏蔽良好接地。

此外,应考虑压力传感器与所测流体介质的相容性问题。例如传感器的弹性膜结构应与腐蚀性介质相隔开,此时采有不锈钢波纹套传感器,传感器内用硅油作传压介质。传感器检测易燃、易爆介质压力时,使用小激励电流,防止弹性膜破裂时产生火花、火星,并增加压力传感器外套的耐压能力。

6.对温度的要求

用半导体芯片制备的压力传感器的特点是受温度的影响大,不仅存在热零点漂移还存在热灵敏度漂移。温度明显影响压力传感器的精度。为了消除温度的影响,就需应用各种温度补偿技术。温度范围越宽,补偿技术难度越大,且校准工作量越大,所能保证的全温度范围的精度便越低。为此应根据压力传感器所应用的实际温度范围和精度要求提出合理的要求。

一般将压力传感器的使用温度范围分为四类:

普通商业级,范围为- 10 - 60 ℃;工业级,范围为-25 - 80 ℃;军事级,范围为- 55 - 125 ℃;特殊级,范围为- 60 - 350 ℃。

压力传感器在室内应用时,可选择商业级;有室外应用时可选择工业级。也可以采取措施使传感器与环境热隔离或进行加热或冷却,选择普通商业级用在- 10 ℃以下或60 ℃以上的环境中。选择什么温度范围还应考虑传感器的电子学温度特性和机械温度特性。

7.对压力密封的要求

通常用的压力密封是橡胶垫(或称O 型环)、环氧树脂、聚四氟乙烯垫、锥孔配合、管螺纹配合及焊接等方式。所用的密封材料决定了压力传感器的工作温度范围。

常用压力传感器原理分析

常用压力传感器原理分析 振膜式谐振压力传感器 振膜式压力传感器结构如图(a)所示。振膜为一个平膜片,且与环形壳体做成整体结构,它和基座构成密封的压力测量室,被测压力 p经过导压管进入压力测量室内。参考压力室可以通大气用于测量表压,也可以抽成真空测量绝压。装于基座顶部的电磁线圈作为激振源给膜片提供激振力,当激振 频率与膜片固有频率一致时,膜片产生谐振。没有压力时,膜片是平的,其谐振频率为 f0;当有压力作用时,膜片受力变形,其张紧力增加,则相应的谐振频率也随之增加,频率随压力变化且为单值函数关系。 在膜片上粘贴有应变片,它可以输出一个与谐振频率相同的信号。此信号经放大器放大后,再反馈给激振线圈以维持膜片的连续振动,构成一个闭环正反馈自激振荡系统。如图(b)所示 压电式压力传感器 某些电介质沿着某一个方向受力而发生机械变形(压缩或伸长)时,其内部将发生极化现象,而在其某些表面上会产生电荷。当外力去掉后,它又会重新回到不带电 的状态,此现象称为“压电效应”。常用的压电材料有天然的压电晶体(如石英晶体)和压电陶瓷(如钛酸钡)两大类,它们的压电机理并不相同,压电陶瓷是人造 多晶体,压电常数比石英晶体高,但机械性能和稳定性不如石英晶体好。它们都具有较好特性,均是较理想的压电材料。 压电式压力传感器是利用压电材料的压电效应将被测压力转换为电信号的。由压电材料制成的压电元件受到压力作用时产生的电荷量与作用力之间呈线性关系: Q=kSp 式中 Q为电荷量;k为压电常数;S为作用面积;p为压力。通过测量电荷量可知被测压力大小。 图1为一种压电式压力传感器的结构示意图。压电元件夹于两个弹性膜片之间,压电元件的一个侧面与膜片接触并接地,另一侧面通过引线将电荷量引出。被测压力 均匀作用在膜片上,使压电元件受力而产生电荷。电荷量一般用电荷放大器或电压放大器放大,转换为电压或电流输出,输出信号与被测压力值相对应。 除在校准用的标准压力传感器或高精度压力传感器中采用石英晶体做压电元件外,一般压电式压力传感器的压电元件材料多为压电陶瓷,也有用高分子材料(如聚偏二氟乙稀)或复合材料的合成膜的。

解析mes选型分析要点

解析mes选型要点 MES是什么,MES是一套对生产现场综合管理的集成系统。MES用集成的思想替代原来的设备管理、质量管理、生产排程、DNC、数据采集软件等车间需要使用的孤立软件系统。MES在信息化系统中具有承上启下的作用,是一个信息枢纽,强调信息的实时性。MES从生产计划的执行、生产过程的追溯、设备的正常高效使用、保证产品质量、进行工人排班及合理激励等多个维度对生产现场进行集成管理。不同行业、不同生产模式的企业,应用的是MES中的某些模块或者在MES的基础上进行拓展应用。 本文主要重点来说一下mes在选型中的四大要点。 mes选型第一要点——选型流程 MES需求确定后,接下来的是选择合格供应商,在此企业需要进行决策:是走正规的招标流程,还是小范围的供应商进行系统演示,进行竞争性谈判,这两种方式各有利弊。但无论如何,建议企业在选择供应商的时候,要从企业实力及发展前景、产品技术实现、项目实施管理能力、售后的服务能力、咨询顾问的实施能力及典型客户的情况等角度等进行综合考察,并且一定要按照“先技术,后商务”的步骤进行。以下是一个典型的招标流程的选型流程:

mes选型第二大要点——招标文件要点分析 为让更多企业充分了解并掌握MES选型的过程和要点,现将本书的精华部分,也是我多年工作的总结,奉献给广大的网友,起到抛砖引玉的作用,引起更多一线的真正专家奉献出您们宝贵的经验,推动MES及整个制造业信息化产业的健康发展。 标书制作是其中的关键要点之一。招标文件要站在公平、公正、公开的角度,除了通用招标文件中规定的内容和反映MES的需求外,还需要突出评标过程

分哪些阶段?重点的工作要点有哪些?明确这些内容后,投标方也好作出相应的配合。以下是某企业MES招标文件中所明确的评标流程:

(完整版)四种压力传感器的基本工作原理及特点

(1) 1 dR d R dA A 四种压力传感器的基本工作原理及特点 一:电阻应变式传感器 1 1电阻应变式传感器定义 被测的动态压力作用在弹性敏感元件上, 使它产生变形,在其变形的部位粘 贴有电阻应变片,电阻应变片感受动态压力的变化,按这种原理设计的传感器称 为电阻应变式压力传感器。 1.2电阻应变式传感器的工作原理 电阻应变式传感器所粘贴的金属电阻应变片主要有丝式应变片与箔式应变片 箔式应变片是以厚度为0.002―― 0.008mm 的金属箔片作为敏感栅材料,,箔 栅宽度为0.003――0.008mm 。丝式应变片是由一根具有高电阻系数的电阻丝 (直 径0. 015--0. 05mm ),平行地排成栅形(一般2――40条),电阻值60――200 ?, 通常为 120 ?,牢贴在薄纸片上,电阻纸两端焊有引出线,表面覆一层薄纸,即 制成了纸基的电阻丝式应变片。测量时,用特制的胶水将金属电阻应变片粘贴于 待测的弹性敏感元件表面上,弹性敏感元件随着动态压力而产生变形时, 电阻片 也跟随变形。如下图所示。B 为栅宽,L 为基长。 I 绘式应吏片 b )笹式应变片 材料的电阻变化率由下式决定:

式中; R—材料电阻2

3 —材料电阻率 由材料力学知识得; K —金属电阻应变片的敏感度系数 式中K 对于确定购金属材料在一定的范围内为一常数,将微分 dR 、dL 改写成增 量出、/L,可得 由式(2)可知,当弹性敏感元件受到动态压力作用后随之产生相应的变形 而形应变值可由丝式应变片或箔式应变片测出,从而得到了 ZR 的变化,也就得 到了动态压力的变化,基于这种应变效应的原理实现了动态压力的测量。 1.3电阻应变式传感器的分类及特点 「测低压用的膜片式压力传感器 常用的电阻应变式压力传感器包括彳测中压用的膜片一一应变筒式压力传感器 -测高压用 的应变筒式压力传感器 1.3.1膜片一一应变筒式压力传感器的特点 该传感器的特点是具有 较高的强度和抗冲击稳定性,具有优良的静态特性、 动态特性和较高的自震频率,可达30khz 以上,测量的上限压力可达到9.6mp a 。 适于测量高频脉动压力,又加上强制水冷却。也适于高温下的动态压力测量,如 火箭发动机的压力测量,内燃机、压气机等的压力测量。 1.3.2膜片式应变压力传咸器的特点 A 这种膜片式应变压力传感器不宜测量较大的压力,当变形大时,非线性 较大。但小压力测量中由于变形很小,非线性误差可小于 0.5%,同时又有较高 的灵敏度,因此在冲击波的测量中,国内外都用过这种膜片式压力传感器。 B 这种传感器与膜片一应变筒式压力传感器相比, 自振频率较低,因此在低dR "R [(1 2 ) C(1 2 )]

压力传感器选型的三大要素

压力传感器选型的三大要素 为新项目或设备选择压力传感器时,设计师通常比较关注关键设计参数,如压力范围、电流输出、介质兼容性以及环境条件等。然而,若要根据不同的应用选出合适的传感器,除以上参数外,还需考虑其它因素,常常被忽略的设计因素:压力传递介质(充油式和非充油式)、结构和传感技术类型。这也是压力传感器选型的三大要素。 一压力传递介质(充油式vs非充油式)在压力传感行业存在多种不同的传感技术,但所有传感器都可分为两大类:充油式和非充油式。充油式传感器是指在膜片和传感元件之间采用油液作为压力传递介质的传感器,例如基于微机电系统(MEMS)的电子传感器。 充油式传感器具有材料相容性(好)、成本低、易于集成到成套传感器系统中等特点,对许多制造应用都极具吸引力。虽然应用日益普遍,但相较于非充油式传感器,仍有不少缺点。 充油式设计的缺点是故障成本高。一旦传感膜片因过压或制造缺陷而破裂,那么油液就会泄漏至应用中并污染系统。油液进入系统会损坏关键的部件,造成成数千乃至数百万美元的损失,损失程度视具体应用而异(如,代价昂贵的燃料电池系统)。更糟的是,许多系统一旦被油液污染,几乎就没有修复的可能。相比之下,非充油式设计不仅能消除因故障导致污染的可能性,而且还可承受更高的过压冲击。 二结构压力传感器在应用中的服役时间是挑选传感器的关键指标之一。一般而言,全焊接结构的传感器,设计更坚固、耐用,在许多苛刻应用中的使用寿命都较长。另外,还要考虑接头在外壳上的焊接牢固度。要知道,在应用现场,这些装置常常会暴露在影响传感器工作的非理想环境下。 确保制造商不仅能够提供多种压力接头,包括1/4”和1/8”NPT等标准口径,而且还能够视需要量身定制过程接头。即使再坚固耐用的设计也有可能受潮湿环境影响,因此部分传感器需防潮保护以防止接头引脚的四周被腐蚀。 如果担心保护传感器受恶劣环境侵蚀,则选择IP防护等级满足安装需求的传感器。传感器可提供多种IP防护等级。其中,IP65级防护的型号可提供抵御粉尘渗入和喷嘴喷水的全面保护。 IP67级防护的传感器能够防护灰尘侵入以及短暂浸泡。IP69K级防护则适用于高

MEMS压力传感器原理与应用.

MEMS压力传感器原理与应用 摘要:简述MEMS压力传感器的结构与工作原理,以及应用技术,MEMS压力传感器Die的设计、生产成本分析,从系统应用到销售链。 关键词:MEMS压力传感器 惠斯顿电桥 硅薄膜应力杯 硅压阻式压力传感器硅电容式压力传感器 MEMS(微电子机械系统)是指集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。 MEMS压力传感器可以用类似集成电路(IC)设计技术和制造工艺,进行高精度、低成本的大批量生产,从而为消费电子和工业过程控制产品用低廉的成本大量使用MEMS传感器打开方便之门,使压力控制变得简单易用和智能化。传统的机械量压力传感器是基于金属弹性体受力变形,由机械量弹性变形到电量转换输出,因此它不可能如MEMS压力传感器那样做得像IC那么微小,成本也远远高于MEMS压力传感器。相对于传统的机械量传感器,MEMS压力传感器的尺寸更小,最大的不超过1cm,使性价比相对于传统“机械”制造技术大幅度提高。 MEMS压力传感器原理 目前的MEMS压力传感器有硅压阻式压力传感器和硅电容式压力传感器,两者 都是在硅片上生成的微机械电子传感器。 硅压阻式压力传感器是采用高精密半导体电阻应变片组成惠斯顿电桥作为力电变换测量电路的,具有较高的测量精度、较低的功耗,极低的成本。惠斯顿电桥的压阻式传感器,如无压力变化,其输出为零,几乎不耗电。其电原理如图1所示。硅压阻式压力传感器其应变片电桥的光刻版本如图2。 MEMS硅压阻式压力传感器采用周边固定的圆形的应力杯硅薄膜内壁,采用MEMS技术直接将四个高精密半导体应变片刻制在其表面应力最大处,组成惠斯顿测量电桥,作为力电变换测量电路,将压力这个物理量直接变换成电量,其测量精度能达0.01%~0.03%FS。硅压阻式压力传感器结构如图3所示,上下二层是玻璃体,中间是硅片,硅片中部做成一应力杯,其应力硅薄膜上部有一真空

压力传感器原理及应用-称重技术

压力传感器是压力检测系统中的重要组成部分,由各种压力敏感元件将被测压力信号转换成容易测量的电 信号作输出,给显示仪表显示压力值,或供控制和报警使用。 压力传感器的种类繁多,如压阻式压力传感器、应变式压力传感器、压电式压力传感器、电容式压力传感 器、压磁式压力传感器、谐振式压力传感器及差动变压器式压力传感器,光纤压力传感器等。 一、压阻式压力传感器 固体受力后电阻率发生变化的现象称为压阻效应。压阻式压力传感器是基于半导体材料(单晶硅)的压阻效应原理制成的传感器,就是利用集成电路工艺直接在硅平膜片上按一定晶向制成扩散压敏电阻,当硅膜片 受压时,膜片的变形将使扩散电阻的阻值发生变化。 压阻式具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。 1、压阻式压力传感器基本介绍 压阻式传感器有两种类型:一种是利用半导体材料的体电阻做成粘贴式应变片,称为半导体应变片,因此 应变片制成的传感器称为半导体应变式传感器,另一种是在半导体材料的基片上用集成电路工艺制成的扩 散电阻,以此扩散电阻的传感器称为扩散型压阻传感器。 半导体应变式传感器半导体应变式传感器的结构形式基本上与电阻应变片传感器相同,也是由弹性敏感元件等三部分组成,所不同的是应变片的敏感栅是用半导体材料制成。半导体应变片与金属应变片相比,最 突出的优点是它的体积小而灵敏高。它的灵敏系数比后者要大几十倍甚至上百倍,输出信号有时不必放大 即可直接进行测量记录。此外,半导体应变片横向效应非常小,蠕变和滞后也小,频率响应范围亦很宽, 从静态应变至高频动态应变都能测量。由于半导体集成化制造工艺的发展,用此技术与半导体应变片相结 合,可以直接制成各种小型和超小型半导体应变式传感器,使测量系统大为简化。但是半导体应变片也存 在着很大的缺点,它的电阻温度系统要比金属电阻变化大一个数量级,灵敏系数随温度变化较大它的应变 —电阻特性曲线性较大,它的电阻值和灵敏系数分散性较大,不利于选配组合电桥等等。 扩散型压阻式传感器扩散型压阻传感器的基片是半导体单晶硅。单晶硅是各向异性材料,取向不同时特性不一样。因此必须根据传感器受力变形情况来加工制作扩散硅敏感电阻膜片。 利用半导体压阻效应,可设计成多种类型传感器,其中压力传感器和加速度传感器为压阻式传感器的基本 型式。 硅压阻式压力传感器由外壳、硅膜片(硅杯)和引线等组成。硅膜片是核心部分,其外形状象杯故名硅杯,在硅膜上,用半导体工艺中的扩散掺杂法做成四个相等的电阻,经蒸镀金属电极及连线,接成惠斯登电桥 再用压焊法与外引线相连。膜片的一侧是和被测系数相连接的高压腔,另一侧是低压腔,通常和大气相连,也有做成真空的。当膜片两边存在压力差时,膜片发生变形,产生应力应变,从而使扩散电阻的电阻值发 生变化,电桥失去平衡,输出相对应的电压,其大小就反映了膜片所受压力差值。

MES选型通用技术要求

1.概述 A公司计划实施制造执行系统(MES),通过此系统实现车间现场的数字化管理和人、机、料、法、环的综合集成。 2.项目实施范围及内容相关 2.1 项目目标 本项目的目标主要包含以下内容: MES系统作为企业运行关键业务运行平台和进一步发展的基石,实现生产制造环节的精益管理和控制。具体目标如下: 通过搭建制造云,生产与信息的融合,有效管理资源与异常,形成生产过程物流、信息流、价值流三流合一,实现经营数据系统化收集分析,为企业决策提供依据。 2.2 项目实施主要内容 本项目的主要内容为基于企业现状构建生产制造数据信息化、管理智能化的智慧型产品制造体系,并协助企业进行系统部署,人员培训及推广等。 2.3 项目实施范围 本项目在公司内部涉及的主要组织包括:计划部、生产部、车间调度、质量部; 本项目涉及开发的公司为南京简睿捷软件开发有限公司。 2.4MES系统 MES搭建的总体方针为通过部署制造过程管理体系,搭建设计端到制造端的数据管控与流通渠道,形成贯通企业主要业务线的数字化管理系统,打造数字化工厂,推进智能制造的应用落地。在项目总体架构上,要求项目架构先进,技术领先,支持移动端和车间触摸平板应用。

总体指标要求如下: 生产承接设计工艺相关基础数据及ERP生成的生产总体计划,进行生产计划分级,支持对计划调整; 实现车间生产信息透明,实现产品生产进度透明,订单交付过程透明; 跟踪车间物料流转状态和数量,实现对车间物料的准确控制和管理; 提供质量管控和设备管理模块,支持车间现场的数字化实时处理; 自动生成生产过程中进度、质量、工时等相关报表,支持图形化展示; 系统简单易用,界面美观,软件与硬件要有先进性,在国内具备示范性; 提供条码扫描,实现不同工序计件工时的自动录入和统计; 总体技术指标要求如下: 系统为一体化架构,所有软件、模块基于单一数据库,模块间互操作,不需要再次集成。产品设计数据、BOM结构、工艺数据管理、生产计划、物料管理等模块无缝连接,可通过统一数据模型保障业务流程平稳。 系统具有良好的开放性和扩展性,可以与工业云平台上的设计云等系统进行集成,实现数据的互联互通。提供二次开发接口和定制工具,支持在云平台基础上由应用单位进行个性化定制。 支持主流操作系统,包括支持32和64位的Windows XP/Windows 7/ Windows 8/ W indows10及其后续版本,以及安卓操作系统,支持移动端应用,支持电视大屏进行数据显示,支持蓝牙、WIFI、以太网数据连接与通讯。 主体应用界面采用浏览器风格,支持图纸查询、工单下发、报工、质量单据提交、设备查询和维修呼叫、报表统计等功能再浏览器端进行操作,以提高方便性; 基础数据处理和排产在WINDO WS桌面中操作,以提高效率。 支持大数据量存储,支持多服务器技术架构,支持负载均衡。系统可支持1000人以上的并发访问,单条记录的存储时间在3秒之内,单个订单的计划排产时间在2分钟以下,复杂报表生成时间不超过2分钟。 支持SQLSERVER、ORACLE等主流关系数据库,SQLSERVER支持2008以上版本。支持用于非结构化文件存储的电子仓库,图纸、图片、工艺指导书等文档存放于电子仓库中。 系统具有安全备份机制,可实现数据库和电子仓库的自动备份,在出现异常时,

压力传感器的分类及应用原理

压力传感器的分类及应用原理 教程来源:网络作者:未知点击:28 更新时间:2009-2-16 10:11:30 压力传感器是工业实践中最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,下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用 1、应变片压力传感器原理与应用 力学传感器的种类繁多,如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器,它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。下面我们主要介绍这类传感器。 在了解压阻式力传感器时,我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小,一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D转换和CPU)显示或执行机构。 金属电阻应变片的内部结构 如图1所示,是电阻应变片的结构示意图,它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。根据不同的用途,电阻应变片的阻值可以由设计者设计,但电阻的取值范围应注意:阻值太小,所需的驱动电流太大,同时应变片的发热致使本身的温度过高,不同的环境中使用,使应变片的阻值变化太大,输出零点漂移明显,调零电路过于复杂。而电阻太大,阻抗太高,抗外界的电磁干扰能力较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。 电阻应变片的工作原理 金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象,俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示: 式中:ρ——金属导体的电阻率(Ω·cm2/m) S——导体的截面积(cm2) L——导体的长度(m) 我们以金属丝应变电阻为例,当金属丝受外力作用时,其长度和截面积都会发生变化,从上式中可很容易看出,其电阻值即会发生改变,假如金属丝受外力作用而伸长时,其长度增加,而截面积减少,电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时,长度减小而截面增加,电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化(通常是测量电阻两端的电压),即可获得应变金属丝的应变情2、陶瓷压力传感器原理及应用 抗腐蚀的陶瓷压力传感器没有液体的传递,压力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片产生微小的形变,厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面,连接成一个惠斯通电桥(闭桥),由于压敏电阻的压阻效应,使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号,标准的信号根据压力量程的不同标定为2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等,可以和应变式传感器相兼容。通过激光标定,传感器具有很高的温度稳定性和时间稳定性,传感器自带温度补偿0~70℃,并可以和绝大多数介质直接接触。 陶瓷是一种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的材料。陶瓷的热稳定特性及它的厚膜电阻可以使它的工作温度范围高达-40~135℃,而且具有测量的高精度、高稳定性。电气绝缘程度>2kV,输出信号强,长期稳定性好。高特性,低价格的陶瓷传感器将是压力传感器的发展方向,在欧美国家有全面替代其它类型传感器的趋势,在中国也越来越多的用户使用陶瓷传感器替代扩散硅压力传感器。 3、扩散硅压力传感器原理及应用 工作原理 被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上(不锈钢或陶瓷),使膜片产生与介质压力成正比的微位移,使传感器的电阻值发生变化,和用电子线路检测这一变化,并转换输出一个对应于这一

压力传感器的应用与选型

压力传感器的应用与选型 压力传感器主要用于检测流体或固体的压力,并能进行信号远传。它是工业实践中最为常用的一种传感器,常常作为一种自动 化控制的前端元件,因此其广泛应用于各种工业自控环境,包括石油化工、造纸、水处理、电力、船舶、机床和公用设备等行业。 压力传感器分类 压力传感器的类型非常多,目前应用比较常见的包括压阻式压力传感器和压电式压力传感器两种。 压阻式压力传感器 压阻式压力传感器的工作原理是当压敏电阻受压后产生电阻变化,通过放大器放大并采用标准压力标定,即可进行压力检测。 压阻式压力传感器的性能主要取决于压敏元件(即压敏电阻)、放大电路,以及生产中的标定和老化工艺。 ●应变片 在目前的压力传感器封装工艺中,通常可以将压阻式敏感芯体做得体积小巧、灵敏度高,而且稳定性好,并将压敏电阻以惠司图1 压力传感器的惠司通电桥 通电桥形式与应变材料(通常为不锈钢)结合在一起,(如图1所示)这样一来,就能确保压阻式压力传感器过载能力强和抗冲击压力强。 该类传感器适合测量高量程范围的压力变化,尤其在1Mpa以上时,线性很好,精度也很高,并适合测量与应变材料兼容的各类介质。 ●陶瓷压阻 在结构上,该类传感器将压敏电阻以惠司通电桥形式与陶瓷烧结在一起(如图2所示)。其过载能力较应变片类低一些,抗冲击压力较差,但灵敏度较高,适合测量50Kpa 以上的高量程范围,而且耐腐蚀,温度范围也很宽。 抗腐蚀的陶瓷压力传感器没有液体的传递,压力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片产生微小的形变,厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面,连接成一个惠斯通电桥(闭桥),

由于压敏电阻的压阻效应,使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号,可以和应变式传感器相兼容。 陶瓷是一种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的材料。陶瓷的热稳定特性及它的厚膜电阻可以使它的工作温度范 围高达-40~135℃,而且具有测量的高精度、高稳定性。电气绝缘程度大于2kV,输出信号强,长期稳定性好。 ●扩散硅 与上述两种结构不同,扩散硅采用在硅片上注入粒子形成惠司通电桥形式的压敏电阻。被测介质的压力直接作用于传感器的膜 片上(不锈钢或陶瓷),使膜片产生与介质压力成正比的微位移,使传感器的电阻值发生变化,和用电子线路检测这一变化,并转 换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。因此扩散硅传感器灵敏度和精度最高,适合测量1kpa到40Mpa的压力范围。一般 情况下,扩散硅传感器分为带隔离膜片和非隔离膜片两种,非隔离膜片只能测量干净的气体,隔离膜片为软性膜片和刚性膜片,适图2 陶瓷压阻式压力传感器的组成 合测量各种类型的介质。 压电式压力传感器 工作原理 压电式传感器是利用某些晶体的极化效应,即当晶体沿着一定方向受到机械力作用发生变形时,就产生了极化效应;当机械力撤掉之后,又会重新回到不带电的状态,也就是受到压力的时候,某些晶体可能产生出电的效应。

压力传感器工作原理

压力传感器 压力传感器是工业实践、仪器仪表控制中最为常用的一种传感器,并广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、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。 力学传感器的种类繁多,如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器,它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。下面我们主要介绍这类传感器。 1、压阻式压力传感器原理与应用: 压阻式压力传感器是利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。压阻式传感器常用于压力、拉力、压力差和可以转变为力的变化的其他物理量(如液位、加速度、重量、应变、流量、真空度)的测量和控制。 压阻效应 当力作用于硅晶体时,晶体的晶格产生变形,使载流子从一个能谷向另一个能谷散射,引起载流子的迁移率发生变化,扰动了载流子纵向和横向的平均量,从而使硅的电阻率发生变化。这种变化随晶体的取向不同而异,因此硅的压阻效应与晶体的取向有关。硅的压阻效应不同于金属应变计,前者电阻随压力的变化主要取决于电阻率的变化,后者电阻的变化则主要取决于几何尺寸的变化(应变),而且前者的灵敏度比后者大50~100倍。 压阻式压力传感器结构 压阻式压力传感器采用集成工艺将电阻条集成在单晶硅膜片上,制成硅压阻芯片,并将此芯片的周边固定封装于外壳之内,引出电极引线。压阻式压力传感器又称为固态压力传感器,它不同于粘贴式应变计需通过弹性敏感元件间接感受外力,而是直接通过硅膜片感受被测压力的。硅膜片的一面是与被测压力连通的高压腔,另一面是与大气连通的低压腔。硅膜片一般设计成周边固支的圆形,直径与厚度比约为20~60。在圆形硅膜片(N型)定域扩散4条P杂质电阻条,并接成全桥,其中两条位于压应力区,另两条处于拉应力区,相对于膜片中心对称。硅柱形敏感元件也是在硅柱面某一晶面的一定方向上扩散制作电阻条,两条受拉应力的电阻条与另两条受压应力的电阻条构成全桥。

泵的选型步骤、方法及选型要求

1. 所谓合理选泵,就是要综合考虑泵机组和泵站的投资和运行费用等综合性的技术经济指标,使之符合经济、安全、适用的原则。具体来说,有以下几个方面:l 具有良好的抗汽蚀性能,这样既能减小泵房的开挖深度,又不使水泵发生汽蚀,运行平稳、寿命长。 按所选水泵建泵站,工程投资少,运行费用低。 2. 选型步骤 a. 列出基本数据: 介质的特性:介质名称、比重、粘度、腐蚀性、毒性等。 介质中所含因体的颗粒直径、含量多少。 介质温度:(℃) 所需要的流量 一般工业用泵在工艺流程中可以忽略管道系统中的泄漏量,但必须考虑工艺变化时对流量的影响。农业用泵如果是采用明渠输水,还必须考虑渗漏及蒸发量。 压力:吸水池压力,排水池压力,管道系统中的压力降(扬程损失)。 管道系统数据(管径、长度、管道附件种类及数目,吸水池至压水池的几何标高等)。如果需要的话还应作出装置特性曲线。 在设计布置管道时,应注意如下事项:A、合理选择管道直径,管道直径大,在相同流量下、液流速度小,阻力损失小,但价格高,管道直径小,会导致阻力损失急剧增大,使所选泵的扬程增加,配带功率增加,成本和运行费用都增加。因此应从技术和经济的角度综合考虑。排出管及其管接头应考虑所能承受的最大压力。C、管道布置应尽可能布置成直管,尽量减小管道中的附件和尽量缩小管道长度,必须转弯的时候,弯头的弯曲半径应该是管道直径的3~5倍,角度尽可能大于90℃。D、泵的排出侧必须装设阀门(球阀或截止阀等)和逆止阀。阀门用来调节泵的工况点,逆止阀在液体倒流时可防止泵反转,并使泵避免水锤的打击。(当液体倒流时,会产生巨大的反向压力,使泵损坏) b. 确定流量扬程

压力传感器工作原理

压力传感器是工业实践、仪器仪表控制中最为常用的一种传感器,并广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、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,下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用。 力学传感器的种类繁多,如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器,它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。下面我们主要介绍这类传感器。 1、应变片压力传感器原理与应用: 在了解压阻式力传感器时,我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小,一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D转换和CPU)显示或执行机构。 1.1、金属电阻应变片的内部结构:它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。根据不同的用途,电阻应变片的阻值可以由设计者设计,但电阻的取值范围应注意:阻值太小,所需的驱动电流太大,同时应变片的发热致使本身的温度过高,不同的环境中使用,使应变片的阻值变化太大,输出零点漂移明显,调零电路过于复杂。而电阻太大,阻抗太高,抗外界的电磁干扰能力较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。 1.2、电阻应变片的工作原理:金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象,俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示: 式中:ρ——金属导体的电阻率(Ω·cm2/m) S——导体的截面积(cm2) L——导体的长度(m)

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压力传感器的选用 【学员问题】压力传感器的选用? 【解答】压力传感器、压力变送器的种类及选用 压力传感器及压力变送器分为表压、尽压、差压等种类。常见0.1、0.2、0.5、1.0等精度等级。可丈量的压力范围很宽,小到几十毫米水柱,大的可达上百兆帕。不同种类压力传感器及压力变送器的工作温度范围也不同,常分成0~70℃、-25~85℃、-40~125℃、-55~150℃几个等级,某些特种压力传感器的工作温度可达400~500℃。 压力传感器及压力变送器基于不同的材料及结构设计有着不同的防水性能及防爆等级,接液腔体由于材料、外形的差异可丈量的流体介质种类也不同,常分为干燥气体、一般液体、酸碱腐蚀溶液、可燃性气液体、粘稠及特殊介质。压力传感器及压力变送器作为一次仪表需与二次仪表或计算机配合使用,压力传感器及压力变送器常见的供电方式为:DC5V、12V、24V、12V等,输出方式有:0~5V、1~5V、0.5~4.5V、0~10mA.0~20mA.4~20mA 等及Rs232、Rs485等与计算机的接口。 用户在选择压力传感器及压力变送器时,应充分了解压力丈量系统的工况,根据需要公道选择,使系统工作在最佳状态,并可降低工程造价。 压力传感器常见精度参数及试验设备 传感器静态标定设备:活塞压力计:精度优于0.05%数字压力表:精度优于0.05%直流稳

压电源:精度优于0.05%. 传感器温度检验设备:高温试验箱:温度从0℃~+250℃温度控制精度为1℃ 低温试验箱:温度能从0℃~-60℃温度控制精度为1℃ 传感器静态性能试验项目:零点输出、满量程输出、非线性、迟滞、重复性、零点漂移、超复荷。 传感器环境试验项目:零点温度漂移、灵敏度漂移、零点迟滞、灵敏度迟滞。(检查产品在规定的温度范内对温度的适应能力。此项参数对精度影响极为重要) 压力传感器使用留意事项 压力传感器及压力变送器在安装使用前应具体阅读产品样本及使用说明书,安装时压力接口不能泄露,确保量程及接线正确。压力传感器及压力变送器的外壳一般需接地,信号电缆线不得与动力电缆混合展设,压力传感器及压力变送器四周应避免有强电磁干扰。压力传感器及压力变送器在使用中应按行业规定进行周期检定。 以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。 结语:借用拿破仑的一句名言:播下一个行动,你将收获一种习惯;播下一种习惯,你将收获一种性格;播下一种性格,你将收获一种命运。事实表明,习惯左右了成败,习惯改变人的一生。在现实生活中,大多数的人,对学习很难做到学而不厌,学习不是一

压力传感器提升抗干扰性的方法

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作者签名:日期: 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密□,在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密□。 (请在以上相应方框内打“√”) 作者签名:日期: 导师签名:日期:

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20160408_设备购置选型论证要点doc

购置前的选型论证 一、目的 购前的选型论证的主要目的是确定招标设备的功能参数,依据的是使用需求、拨付资金金额、校内外的单位调研和市场调研。 二、主要工作 购前论证的主要工作是要进行细致的调研工作,经过对比选择出待购置产品的公司范围与规格型号,在此基础上确定关键技术指标、设备配置和售后服务等。具体工作内容如下: (一)校内外兄弟单位调研 通过校内外使用单位调研,掌握同类实验设备的质量性能、故障率、厂家零配件的供应和售后服务,为更广泛的市场调研奠定一定的基础。 (二)市场调研 多种渠道广泛搜集所需实验设备的信息,如图片资料、设计原理、技术性能、适用范围、销售价格、厂商信誉及售后服务等情况,以及生产、销售者的资质、实力、信誉、商业道德等全面的信息资料,进行综合分析和对比,从中初步筛选出可供选择的若干种符合要求的实验设备机型和若干家生产或销售公司。在此基础上,有目的地通过信函、电话或实地考察等方式直接向生产或销售公司进行产品咨询,对实验设备的技术参数、运行效率、适用范围、性能指标、工作精度、产品质量、内部结构、外形尺寸、能耗指标、配套要求、设备附件、图纸资料、销售价格、交货日期、售后服务条件及环保性、可靠性、

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压力传感器原理【详解】

压力传感器原理 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理!更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展. 一.压力传感器原理 一些常用传感器原理及其应用: 1、应变片压力传感器原理与应用 力学传感器的种类繁多,如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器,它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。下面我们主要介绍这类传感器。 在了解压阻式力传感器时,我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小,一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D转换和CPU)显示或执行机构。

金属电阻应变片的内部结构 1、应变片压力传感器原理 如图1所示,是电阻应变片的结构示意图,它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。根据不同的用途,电阻应变片的阻值可以由设计者设计,但电阻的取值范围应注意:阻值太小,所需的驱动电流太大,同时应变片的发热致使本身的温度过高,不同的环境中使用,使应变片的阻值变化太大,输出零点漂移明显,调零电路过于复杂。而电阻太大,阻抗太高,抗外界的电磁干扰能力较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。 电阻应变片的工作原理 金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象,俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示: 式中:ρ——金属导体的电阻率(Ω?cm2/m) S——导体的截面积(cm2) L——导体的长度(m) 我们以金属丝应变电阻为例,当金属丝受外力作用时,其长度和截面积都会发生变化,从上式中可很容易看出,其电阻值即会发生改变,假如金属丝受外力作用而伸长时,其长

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