詳解HYDAC壓力傳感器常見的應用場景

　　HYDAC壓力傳感器通常由壓力傳感元件和信號處理單元組成。根據試驗壓力類型的不同，壓力傳感器可分為表壓傳感器、差壓傳感器和絕對壓力傳感器。

　　壓力傳感器是工業(yè)實踐中常見的一種傳感器，其廣泛應用于各種工業(yè)控制環(huán)境，涉及水利水電、鐵路運輸、智能建筑、生產控制、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用。

　　1、HYDAC壓力傳感器在稱重系統(tǒng)中的應用

　　在HYDAC壓力傳感器的應用越來越多。在許多壓力控制過程中，通常需要采集壓力信號并將其轉換為可自動控制的電信號。由壓力傳感器制成的壓力控制裝置通常稱為電子稱重系統(tǒng)。電子稱重系統(tǒng)作為各種工業(yè)過程中物料流動的在線控制工具，正變得越來越重要。電子稱重系統(tǒng)不僅可以在產品制造過程中結合優(yōu)化生產和提高產品質量，還可以將生產過程中的物流數據收集并傳輸到數據處理中心，用于在線庫存控制和財務結算。

　　在稱重過程的自動控制中，要求壓力傳感器不僅能感知重力信號，而且其性能必須可靠，動態(tài)響應和抗干擾性能必須良好。壓力傳感器提供的信號可由檢測系統(tǒng)直接顯示、記錄、打印、存儲或用于反饋調節(jié)控制。通過集成壓力傳感器和測量電路，整個裝置的體積大大減小。此外，屏蔽技術的發(fā)展也將保證稱重壓力傳感器的抗干擾能力，進一步提高稱重過程的自動化控制程度。

　　2、HYDAC壓力傳感器在石化行業(yè)的應用

　　HYDAC壓力傳感器是石油化工自動控制中常用的測量設備之一。在大型化工項目中，幾乎所有壓力傳感器都包括在應用中：差壓、絕對壓力、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，如量程比和母線類型，取決于變送器的結構設計、加工水平和結構材料。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)定性和測量精度來保證。

　　HYDAC壓力傳感器的測量精度與壓力傳感器的測量精度和響應速度相對應，壓力變送器的穩(wěn)定性與壓力傳感器的溫度特性、靜壓特性和長期穩(wěn)定性相對應。石化行業(yè)對壓力傳感器的需求體現在四個方面：測量精度、快速響應、溫度特性和靜壓特性以及長期穩(wěn)定性。

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

　　應變式測力傳感器是由彈性敏感元件和貼在其上的應變片組成。應變式測力傳感器首先把被測力轉變成彈性元件的應變，再利用電阻應變效應測出應變，從而間接地測出力的大小。常見的彈性元件結構形式有柱式、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系。根據電橋的加減特性和彈性元件的受力性質，在貼片位置許可的情況下，可貼4或8片應變片，其位置應是彈性元件應變最大的地方。

　　HYDAC壓力傳感器彈性元件及應變片的貼片方式。（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，用于測量較大的力。最大量程可達10MN。在載荷較小時（1～100kN），為便于粘貼應變片和減小由于載荷偏心或側向分力引起的彎曲影響，同時為了提高靈敏度，多采用空心柱體。四個應變片粘貼的位置和方向應保證其中兩片感受縱向應變，另外兩片感受橫向應變（因為縱向應變與橫向應變是互為反向變化的），如上圖（a）所示。

　　HYDAC壓力傳感器被測力不可能正好沿著柱體的軸線作用，而總是與軸線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，從而影響測量精度。

　　HYDAC壓力傳感器筒式、梁式等彈性元件是根據正應力與載荷成正比的關系來測量的，它們存在著一些不易克服的缺點。為了進一步提高測力傳感器性能和測量精度，要求測力傳感器有抗偏心、抗側向力和抗過載能力。20世紀70年代開始已成功地研制出切應測力傳感器。

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