壓力傳感器最常見的應(yīng)用和原理分析

壓力傳感器是最為常用的一種傳感器，被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè).下面就簡(jiǎn)單介紹一些常用壓力傳感器的應(yīng)用。

一個(gè)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)通常分為三個(gè)部分：檢測(cè)、控制、執(zhí)行。工業(yè)設(shè)備作為自動(dòng)化系統(tǒng)的控制對(duì)象，必須能與其它兩個(gè)部分相兼容，提供壓力傳感器接口，使之成為一個(gè)完整的有機(jī)整體。無(wú)論是單機(jī)自動(dòng)化或還是大型自動(dòng)化裝置，對(duì)于控制對(duì)象都應(yīng)該保護(hù)，使之用途發(fā)揮到最大。

壓力傳感器在水處理行業(yè)的應(yīng)用

我國(guó)的環(huán)保水處理行業(yè)， 近些年得到快速的發(fā)展，并且未來(lái)前景廣闊。在供水和污水處理工藝中有賴于使用壓力傳感器為系統(tǒng)保護(hù)和質(zhì)量保證提供重要控制和監(jiān)測(cè)手段。

其中壓力傳感器MSP300系列由于成本低，而被大批量的商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用樹立了新的性能價(jià)格比典范。該傳感器適合氣體和液體壓力測(cè)量，甚至包括污水、蒸汽、輕度腐蝕性液體和氣體等。

壓力傳感器MSP300將壓力（一般指液體或氣體的壓力）轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出，該壓力電信號(hào)也可進(jìn)而用于測(cè)量靜態(tài)流體的液位，因此可用來(lái)測(cè)量液位。其中壓力傳感器的敏感組件主要有硅杯敏感元件、硅油、隔離膜片和導(dǎo)氣管組成，被測(cè)介質(zhì)壓力P通過(guò)隔離膜片和硅油傳遞到硅杯元件的一側(cè)，大氣參考?jí)簆o通過(guò)導(dǎo)氣管作用到硅杯元件的另一側(cè)，硅杯元件是一個(gè)底部加工得很薄 的杯形單晶硅片。杯底膜片在壓力P和Po做用下產(chǎn)生位移極小的彈性變形，單晶硅是理想的彈性體，其變形與壓力成嚴(yán)格的正比關(guān)系，而且復(fù)原性能又極好。

在硅膜片上則用半導(dǎo)體擴(kuò)散工藝形成的四個(gè)橋路電阻布置成方形，當(dāng)硅膜片受到壓力產(chǎn)生變形時(shí)，處于對(duì)角線上的二電阻受壓應(yīng)力，而另為二個(gè)電阻受張應(yīng)力，由于擴(kuò)散硅的壓阻效應(yīng)，使相對(duì)的二個(gè)電阻阻值增大，二另為二個(gè)電阻阻值減小。如果在A－A二端上加上電壓，則C－D間就有一個(gè)P－Po差壓成正比的電壓信號(hào)輸出。

壓力傳感器在石化行業(yè)的應(yīng)用

壓力傳感器是石化行業(yè)自動(dòng)控制中使用最多的測(cè)量裝置之一。在大型的化工項(xiàng)目中，幾乎包含了所有壓力傳感器的應(yīng)用：差壓、絕壓、表壓、高壓、微差壓、高溫、低溫，以及各種材質(zhì)及特殊加工的遠(yuǎn)傳法蘭式壓力傳感器。

可見石化行業(yè)對(duì)壓力傳感器的需求主要集中在可靠性、穩(wěn)定性和高精度3個(gè)方面。其中，可靠性和許多附加需求，如，量程比、總線類型等，依賴變送器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械加工工藝水平和結(jié)構(gòu)材料。壓力變送器的穩(wěn)定性和高精度則主要由壓力傳感器的穩(wěn)定性和測(cè)量精度保證。與壓力變送器的測(cè)量精度相對(duì)應(yīng)的是壓力傳感器的測(cè)量精度和響應(yīng)速度，與壓力變送器的穩(wěn)定性相對(duì)應(yīng)的是壓力傳感器的溫度特性和靜壓特性以及長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

石化行業(yè)對(duì)壓力傳感器的需求就體現(xiàn)在測(cè)量精度、快速響應(yīng)、溫度特性和靜壓特性、長(zhǎng)期穩(wěn)定性4個(gè)方面。微壓力傳感器是采用半導(dǎo)體材料和MEMS工藝制造的新型壓力傳感器，具有精度高、靈敏度高、動(dòng)態(tài)特性好、體積小、耐腐蝕、成本低等優(yōu)點(diǎn)。純單晶硅的材料疲勞小，采用這種材料制造的微壓力傳感器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性好。同時(shí)，微壓力傳感器易于與微溫度傳感器集成，增加溫度補(bǔ)償精度，大幅提高傳感器的溫度特性和測(cè)量精度。如果將2個(gè)微壓力傳感器集成，又可以實(shí)現(xiàn)靜壓補(bǔ)償，從而提高壓力傳感器的靜壓特性。如今，微壓力傳感器具有許多傳統(tǒng)壓力傳感器不具備的優(yōu)點(diǎn)，能夠很好地滿足石化行業(yè)對(duì)壓力傳感器的需求。

石化行業(yè)的壓力傳感器舉例：高精度，高穩(wěn)定性，可靠性高的壓力變送器U7100，U7100超穩(wěn)系列壓力傳感器為要求嚴(yán)格的發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)動(dòng)車輛應(yīng)用樹立了新的性能價(jià)格比典范，適合液體和氣體壓力測(cè)量，甚至包括污水，蒸汽和腐蝕性液體等介質(zhì)。 U7100的壓力腔由316L不銹鋼加工而成，無(wú)O型圈，并且不直接接觸測(cè)量介質(zhì)，多種無(wú)泄漏壓力接口可選。汽車級(jí)的壓力變送器集成密封壓力端口和電氣接頭，量程從0~15到150psi（10Bar），耐用性非常好。 傳感器符合最新的重工業(yè)CE標(biāo)準(zhǔn)，包括浪涌保護(hù)，和16Vdc的正向和反向過(guò)電壓保護(hù)。在石化行業(yè)能保證穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度。