详解HYDAC压力传感器常见的应用场景

　　详解HYDAC压力传感器常见的应用场景

　　HYDAC压力传感器通常由压力传感元件和信号处理单元组成。根据试验压力类型的不同，压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝对压力传感器。

　　压力传感器是工业实践中常见的一种传感器，其广泛应用于各种工业控制环境，涉及水利水电、铁路运输、智能建筑、生产控制、航空航天、军工、石化、管道等诸多行业，以下将介绍一些压力传感器应用。

　　1、HYDAC压力传感器在称重系统中的应用

　　在HYDAC压力传感器的应用越来越多。在许多压力控制过程中，通常需要采集压力信号并将其转换为可自动控制的电信号。由压力传感器制成的压力控制装置通常称为电子称重系统。电子称重系统作为各种工业过程中物料流动的在线控制工具，正变得越来越重要。电子称重系统不仅可以在产品制造过程中结合优化生产和提高产品质量，还可以将生产过程中的物流数据收集并传输到数据处理中心，用于在线库存控制和财务结算。

　　在称重过程的自动控制中，要求压力传感器不仅能感知重力信号，而且其性能必须可靠，动态响应和抗干扰性能必须良好。压力传感器提供的信号可由检测系统直接显示、记录、打印、存储或用于反馈调节控制。通过集成压力传感器和测量电路，整个装置的体积大大减小。此外，屏蔽技术的发展也将保证称重压力传感器的抗干扰能力，进一步提高称重过程的自动化控制程度。

　　2、HYDAC压力传感器在石化行业的应用

　　HYDAC压力传感器是石油化工自动控制中常用的测量设备之一。在大型化工项目中，几乎所有压力传感器都包括在应用中：差压、绝对压力、表压、高压、微差压、高温、低温，以及各种材料和特殊加工的法兰式压力传感器。石油化工行业对压力传感器的需求主要集中在可靠性、稳定性和高精度上。可靠性和许多附加要求，如量程比和母线类型，取决于变送器的结构设计、加工水平和结构材料。压力变送器的稳定性和高精度主要由压力传感器的稳定性和测量精度来保证。

　　HYDAC压力传感器的测量精度与压力传感器的测量精度和响应速度相对应，压力变送器的稳定性与压力传感器的温度特性、静压特性和长期稳定性相对应。石化行业对压力传感器的需求体现在四个方面：测量精度、快速响应、温度特性和静压特性以及长期稳定性。

　　传感器是力敏传感器的一种，在所有测力传感器中，应变式测力传感器应用最为广泛。它能应用于从极小到很大的动、静态力的测量，且测量精度高，其使用量约占测力传感器总量的90％左右。

　　应变式测力传感器是由弹性敏感元件和贴在其上的应变片组成。应变式测力传感器首先把被测力转变成弹性元件的应变，再利用电阻应变效应测出应变，从而间接地测出力的大小。常见的弹性元件结构形式有柱式、筒式、环形、梁式、轮辐式、s形等。

　　HYDAC压力传感器布置和接桥方式，对于提高力传感器的灵敏度和消除有害因素的影响有很大关系。根据电桥的加减特性和弹性元件的受力性质，在贴片位置许可的情况下，可贴4或8片应变片，其位置应是弹性元件应变最大的地方。

　　HYDAC压力传感器弹性元件及应变片的贴片方式。（a）为柱式弹性元件；（b）为筒式弹性元件；（c）为梁式弹性元件。

　　柱式、筒式，梁式测力传感器贴片方式

　　HYDAC压力传感器通常都做成圆柱形和方柱形，用于测量较大的力。最大量程可达10MN。在载荷较小时（1～100kN），为便于粘贴应变片和减小由于载荷偏心或侧向分力引起的弯曲影响，同时为了提高灵敏度，多采用空心柱体。四个应变片粘贴的位置和方向应保证其中两片感受纵向应变，另外两片感受横向应变（因为纵向应变与横向应变是互为反向变化的），如上图（a）所示。

　　HYDAC压力传感器被测力不可能正好沿着柱体的轴线作用，而总是与轴线成一微小的角度或微小的偏心，这就使得弹性柱体除了受纵向力作用外，还受到横向力和弯矩的作用，从而影响测量精度。

　　HYDAC压力传感器筒式、梁式等弹性元件是根据正应力与载荷成正比的关系来测量的，它们存在着一些不易克服的缺点。为了进一步提高测力传感器性能和测量精度，要求测力传感器有抗偏心、抗侧向力和抗过载能力。20世纪70年代开始已成功地研制出切应测力传感器。

　　HYDAC压力传感器由轮圈、轮轱、辐条和应变片组成。辐条成对且对称地连接轮圈和轮轱，当外力作用在轮轱上端面和轮轱下端面时，矩形辐条就产生平行四边形变形，如下图（b）所示，形成与外力成正比的切应变。此切应变能引起与中性轴成450方向的相互垂直的两个正负正应力，即由切应力引起的拉应力和压应力，通过测量拉应力或压应力值就可知切应力值的大小。因此，在轮辐式传感器中，把应变片贴到与切应力成450的位置上，使它感受的仍是拉伸和压缩应变，但该应变不是由弯距产生的，而主要是由剪切力产生的，此即这类传感器的基本工作原理。这类传感器的优点是抗过载能力强，能承受几倍于额定量程的过载。此外，其抗偏心、抗侧向力的能力也较强，精度在0.1％之内。