壓力傳感器基礎(chǔ)知識(shí)
2017-03-13
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傳感器不但應(yīng)該對被測量敏感，而且具有把它對被測量的響應(yīng)傳送出去的功能。也就是說，傳感器不只是一般的敏感元件，它的輸出響應(yīng)還必須是易于傳送的物理量。例如：上訴的彈性膜盒的輸出響應(yīng)是形變，是微小的幾何量，不便于向遠(yuǎn)方傳送。如果把膜盒中心的位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙輼O板的間隙變化，就成為輸出響應(yīng)是電容量的壓力傳感器。
由于電信號(hào)zui便于傳送，所以絕大多數(shù)傳感器的輸出是電量的形式，如電壓、電流、電阻、電感、電容、頻率等。
變送器是從傳感器發(fā)展而來的，凡能輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的傳感器就稱為變送器。(標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)是物理量的形式和數(shù)值范圍都符合標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)。例如直流4～20mA)有了統(tǒng)一的信號(hào)形式和數(shù)值范圍，就便于把各種變送器和其他儀表組成檢測系統(tǒng)或調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
輸出為非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的傳感器，必須和特定的儀表或裝置配套，才能實(shí)現(xiàn)檢測或調(diào)節(jié)功能。為了加強(qiáng)通用性和靈活性，某些傳感器的輸出可以靠轉(zhuǎn)換器把非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，使之與帶有標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的輸入電路或接口的儀表配套。不同的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)也可借助于轉(zhuǎn)換器互相轉(zhuǎn)換。例如利用氣/電轉(zhuǎn)換器，能把20～100 kPa的空氣壓力轉(zhuǎn)換成0～10mA的直流電流。
位式作用和連續(xù)作用：
位式作用，也稱為開關(guān)作用，即傳感器在輸入變量整個(gè)變化范圍內(nèi)其輸出相應(yīng)只有兩種狀態(tài)，例如空氣狀態(tài)的“高”和“低”。
位式作用的傳感器多用于被測變量的超限報(bào)警、連鎖保護(hù)、順序控制。例如我們的壓力開關(guān)。
需要連續(xù)檢測或調(diào)節(jié)某些變量時(shí)，就必須用連續(xù)作用的傳感器或變送器。
長野的變送器中所使用的傳感器SS—蒸發(fā)型半導(dǎo)體應(yīng)變片的特點(diǎn)：
(1)相對于粘貼式和擴(kuò)散式，蒸發(fā)式為新技術(shù)。
(2)其可測壓力范圍 -0.1～0.3MPa；0～200MPa 。
(3)具有很好耐用性和穩(wěn)定性。
半導(dǎo)體應(yīng)變片的制作方法：粘貼方式、蒸發(fā)方式、擴(kuò)散方式。
長野的變送器，如KM31、KM10 等，其半導(dǎo)體應(yīng)變片部分、感應(yīng)元件(不銹鋼隔膜)以及壓力接口部分通過焊接連接成一體，具有很高的穩(wěn)定性和可靠性，抗震性和抗沖擊性良好。
蒸發(fā)式半導(dǎo)體應(yīng)變片的具體制作方式如下：
(1)在不銹鋼隔膜上使用CVD等離子沉淀一層SiO2絕緣膜
(2)在SiO2絕緣膜上再沉淀一層多晶硅。
(3)在多晶硅上使用激光蝕刻，應(yīng)變片成型 。
(4)用電子束照射蒸鍍，配上金制電極。
(5)再使用CVD等離子沉淀一層SiNx保護(hù)膜。
根據(jù)傳感器或變送器的安裝場所有無易燃易爆氣體及危險(xiǎn)程度，選擇隔爆型及本安型。
(1)隔爆型在內(nèi)部電路和周圍危險(xiǎn)氣體之間采取了隔離措施，允許使用在有一定危險(xiǎn)性的環(huán)境里 。
(2)本安型即本質(zhì)安全型的簡稱，依靠特殊設(shè)計(jì)的電路保證在正常工作及故障(意外短路或斷路)狀態(tài)下都不會(huì)引起燃爆事故，可用在十分危險(xiǎn)的場所。
