采用压力传感器测量的方法有哪些?测量电路有哪些?
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压力传感器的检测方法方式分为直接法、间接法和联合法三大类,按测量方法分为:微差法、偏置和零位测量;按测量精度分类:等精度和不等精度的测量;根据变化情况分有:动态,静力测量;按敏感元件与被测介质接触与否的分类有:接触和非接触测量等。详如:
1)直接测量。
采用传感仪表进行测量时,对仪器的读数无需任何运算,即可直接表示所需的测量结果,称之为直接测量。比如,用磁电式安培计测量电路的电流,锅炉压力用弹簧管压力表等都可以直接测量。直测的优点在于测量过程简单、快速,但其缺点是精度较低,在工程上普遍采用。
2)间接测量。
有些被测量不能或不便于直接测量,这就要求使用仪器测量时,先测量数个与被测物理量有确定函数关系的量,再把测量值代入函数关系式,经计算得到所需要的结果,这种方法叫做间接测量。举例来说,若要以kg/m3计算一个长方体的密度ρ,很显然不能直接得到具有该单位的数值,但可以先测出长方体的长、宽、高,即a、b、c(单位为m)及其质量m(单位为kg),然后求密度。
3)间接测量的测量数量大于直接测量所需量,且计算过程复杂,造成误差的因素较多,但是,若对误差进行分析,并选择最优测量方法,在较理想条件下进行间接测量;在某些情况下,测量结果的准确度并不必然降低,甚至可以获得更高的精度。对于不方便直接测量或缺少直接测量手段的场合,通常采用间接测量。
4)综合测量。
当使用传感器仪表进行测量时,要获得被测的物理量必须通过求解联立方程组来获得最终的结果,这种测量称为组合测量。为了得到一组联立方程所需的数据,通常需要改变试验条件,以便得到一组测量数据。联合测量是一种特殊的精密测量方法,操作步骤比较复杂,耗时较长,一般适合于科学实验或特殊场合。
应变片式压力传感器检测电路
应变式压力传感器检测电路及其测压原理传统的应变式压力传感器检测电路.凡是应变片,贴在受力的弹性体上,R。、Ri和R‘是固定电阻,共同构成检测电路(惠斯登电桥)的四个臂。VCC1为供桥工作电源电压。其工作原理是,当弹性体受到拉力或压力时,贴在其上的工作应变片电阻值改变,因而引起检测桥输出电压变化。通过测量检测桥的输出电压就可知弹性体受力情况如何。
应变片式压力传感器电桥电压电路
电桥电压电路中若A端加正电压,C端加负电压,则D端可得正输出电压,而B端可得负输出电压。由于输出电压与电桥电压成正比,所以,若增加电桥电压,放大电路本身长的漂移增大,受应变片允许功耗的限制。因此,电桥电压以不超过6V为宜。电桥平衡电路通常惠斯登电桥中,由于常这个数值有不可避免地会存在偏差,故在没有加压力的状态下就有输出电压存在,通左右。采用上图所示的简单电路,即可进行零位调整,但这样会影响温度特性,所以必须用压力校正装置和恒温槽等以保证正确的特性。
应变片式压力传感器变换电路
应变片式压力传感器由于用途和压力量程等的差异,故销售产品有各种各样的结构。例如,隔膜型构造的产品,感受压力的膜片上粘贴应变片,检测压力使阻值发生变化。实际压力传感器是由应变片连成的惠斯登电桥,其中加入了各种补偿电阻。R1-R4是应变片电阻,通常为350调整电桥平衡电阻,它是零位温度特性的补偿电阻,通常小于1。为补偿灵敏度温度特加入的。为调整额定输出的电阻,通常为数K。为输入电阻值调整用压力传感器进行测量和控制压力,电桥的输出电压仅为MV级,难以直接使用,需设计一个信号调理电路对传感器信号进行处理放大。信号处理放大电路如图形控制所示。
应变片式压力传感器放大电路
采用上述输出电压灵敏度为出电压)为:压力传感器,且电桥电压为5V,此时放大电路的输入电压(即电桥输如周围环境温度变化算成漂移为。通过选择时,使输出电压和的变化控制在额定输出以内,则容许放大电路的输入换的失调电压温度系数的一致性,这个数值是比较容易实现的。若输出电压为5V,则增益可600倍。为使输出级和零位调整电路的漂移影响变小,则必须使初级分担的增益增大。应变片式压力传感器放大电路的实例。在检测压力时,因负压为,所以,根据使用目的,也可以使用单一电另外,若在输出级的后面附加电压/电流转换电路,还可以制4-20MA的电流传输型电路。