壓力傳感器的選擇與應(yīng)用

1.3 精 度

壓力傳感器可用作壓力計量元件或作敏感元件進(jìn)而進(jìn)行自動控制。特別對前一用途，對它提出比較高的精度要求。由于用半導(dǎo)體芯片制成的壓力傳感器的精度受溫度的影響，因此應(yīng)注意傳感器的使用溫度范圍。

靜態(tài)精度是指某一特定溫度（室溫25 ℃） 下應(yīng)達(dá)到的精度?？梢苑譃樗臋n：0101 - 011 %FS 為超高精度：011 - 1 %FS 為高精度：1 - 2 %FS 為普通精度；2 - 10 %FS 為低精度。

全溫度范圍精度是指壓力傳感器在整個使用溫度范圍內(nèi)都應(yīng)達(dá)到的精度。同樣可以分為四檔：

0101 - 011 %FS;011 - 1 %FS;1 - 2 %FS;2 - 10 %FS. 靜態(tài)精度達(dá)到011 - 1 %FS ,也許全溫度范圍精度只夠1 - 2 %FS ,甚至只夠2 - 10 %FS.

對使用者來說，往往希望壓力傳感器的精度越高越好。但是壓力傳感器達(dá)到高精度時，必然在制作過程中增添了許多附加工藝以及校淮過程和補(bǔ)償技術(shù)，相應(yīng)成本提高了，當(dāng)然其售價也隨之大幅度增加。因此應(yīng)根據(jù)壓力傳感器實際應(yīng)用場合和要求，提出合理的精度要求及相應(yīng)的溫度范圍。

1.4 電學(xué)要求

一般普通壓力傳感器的輸出為模擬信號，近距離滿量程輸出電壓可達(dá)100 - 150mV ,輸出電流為0- 0101mA. 遠(yuǎn)距離輸出信號電壓便會衰減，應(yīng)采用電流信號輸出。經(jīng)壓力變送器將電流放大后可以輸出20mA 以下的電流信號。這樣，價格就成倍增加。

另外，只有經(jīng)過A/ D 和V/ F 變換后才能得到數(shù)字信號和頻率信號。

恒流源和恒壓源都是通常傳感器采用的兩種激勵源。兩種激勵方法是有區(qū)別的，其作用不同。

恒流源激勵有利于熱靈敏度漂移的補(bǔ)償作用。

因為橋臂電阻器的溫度系數(shù)為正，而靈敏度溫度系數(shù)為負(fù)。恒流源激勵時的輸出信號電壓的溫度系數(shù)是兩者的代數(shù)和。而恒壓激勵不能直接提供靈敏度溫度補(bǔ)償效果。但用恒壓源激勵時可在橋外串接熱敏電阻或二極管以補(bǔ)償熱靈敏度漂移。用恒流源激勵時，這種靈敏度補(bǔ)償方法便不起作用?？梢?，恒壓源激勵和恒流源激勵相互之間不能隨意互換。

一般精度測量時用恒流源激勵。恒壓源激勵時，測量的精度取決于恒壓源穩(wěn)壓器件的精度。

另外，又可將壓力傳感器的激勵電源分為正比激勵和固定激勵。前者是將壓力傳器電橋直接接到電源上，當(dāng)電源改變時，壓力傳感器的靈敏度和零點都隨之發(fā)生變化。后者內(nèi)部有一個參照電壓，壓力傳感器電橋由參照電壓供電激勵。參考電壓是恒定的，與電源電壓無關(guān)。只要電源電壓在一指定電壓范圍內(nèi)變化，參照電壓不變。因而傳感器的輸出不變，不受電源電壓的影響。

壓力傳感器可以用電池供電，但更普遍的是采用直流穩(wěn)壓電源技術(shù)。電池供電時噪聲小，但隨電池使用，供電電壓逐漸降低，特別是當(dāng)傳感器用正比激勵時，靈敏度便逐漸減小。這就會造成讀數(shù)不準(zhǔn)。因此要采用補(bǔ)償辦法（例如壓力傳感器和A/ D 變換器共用一個電池供電） ,或者使用低功耗、小電流的壓力傳感器，長壽命電池，或者測量壓力時接上電源，測量完畢后，將電池關(guān)閉節(jié)省電能。換上新電池后，壓力傳感器需要重新校準(zhǔn)標(biāo)定。這是因為不同牌號的電池其電動勢、內(nèi)阻都存在一定的差異。壓力傳感器的電橋激勵電壓的變化會造成靈敏度的改變。

1.5 作業(yè)方式

作業(yè)方式也是需要考慮的重要問題。例如傳感器用于氣體壓力的測量與液體壓力的測量時情況便不同。氣體是可壓縮流體，增奪時會貯存一定的壓縮能，減壓時又以動能釋放出來，給傳感器彈性膜施加沖擊波。要求壓力傳感器有較大的過載能力。液體是不可壓縮流體，在壓力傳感器安裝時，擰緊螺拴又無可壓縮空間則可使液體壓力升高超過彈性膜的耐壓極限，導(dǎo)致彈性膜破裂。由于這種情況屢屢發(fā)生，也要求壓力傳感器有較大的過壓能力。

壓力傳感器的工作環(huán)境惡劣時，例如有大的振動、沖擊，大的電磁干擾，對傳感器提出更為嚴(yán)格的要求。不僅過壓能力強(qiáng)，而且要求機(jī)械密封可靠，防松動，傳感器安裝正確。傳感器自身的引線、引腳以及外導(dǎo)線都應(yīng)加以電磁屏蔽，并將屏蔽良好接地。

此外，應(yīng)考慮壓力傳感器與所測流體介質(zhì)的相容性問題。例如傳感器的彈性膜結(jié)構(gòu)應(yīng)與腐蝕性介質(zhì)相隔開，此時采有不銹鋼波紋套傳感器，傳感器內(nèi)用硅油作傳壓介質(zhì)。傳感器檢測易燃、易爆介質(zhì)壓力時，使用小激勵電流，防止彈性膜破裂時產(chǎn)生火花、火星，并增加壓力傳感器外套的耐壓能力。