施耐德压力传感器,SCHNEIDER压力传感器,法国施耐德
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19世纪,施耐德电气从事钢铁工业、重型机械工业、轮船建造业;20世纪,从事电力与自动化管理业。在成立的170多年里,施耐德电气遇到过无数次挑战,也做过数次重大战略选择,现在集团已经成长为。
压力传感器工作原理及特点 压力传感器工作原理及特点 压阻式压力传感器采用集成电路工艺技术,在硅片上制造出四个等值的薄膜电阻并组成电桥电路,当不受力作用时,电桥处于平衡状态,无电压输出;当受到压力作用时,电桥失去平衡而输出电压,且输出的电压与压力成比例。 压阻式压力传感器具有以下特点: ①压阻式压力传感器的灵敏系数比金属应变式压力传感器的灵敏度系数要大50-100倍。有的时候压阻式压力传感器的输出不需要放大器就可直接进行测量。 ②由于它采用集成电路工艺加工,因而结构尺寸小,重量轻。 ③压力分辨率高,它可以检测出像血压那么小的微压。 ④频率响应好,它可以测量几十千赫的脉动压力。 ⑤由于传感器的力敏元件及检测元件制在同块硅片上,所以它工作可靠,综合精度 高,且使用寿命长。 ⑥由于采用半导体材料硅制作,传感器对温度比较敏感,如不采用温度补偿,其温度误差较大。
压力传感器制作的电子衡器已广泛地应用到各行各业,实现了对物料的快速、准确的称量,特别是随着微处理机的出现,工业过程自动化程度化的不断提高,称重传感器已成为过程控制中的种必需的装置,从以前不能称重的大型罐、料斗等重量计测以及吊车秤、汽车秤等计测控制,到混合分配多种原料的配料系统、工艺中的自动检测和粉粒体进料量控制等,都应用了称重传感器,目前,压力传感器几乎运用到了所有的称重域。
1.高速定量分装系统
本系统由微机控制称重传感器的称重和比较,并输出控制信号,执行定值称量,控制外部给料系统的运转,实行自动称量和快速分装的任务。 系统采用MCS-51单片机和V/F电压频率变换器等电子器件,其硬件电路框图如图1所示,用8031作为处理器,BCD拔码盘作为定值设定输入器,物料装在料斗里,其重量使传感器弹性体发生变形,输出与重量成正比的电信号,传感器输出信号经放大器放大后,输入V/F转换器进行A/D转换,转换成的频率信号直接送入8031微处理器中,其数字量由微机进行处理。微机方面把物重的瞬时数字量送入显示电路,显示出瞬时物重,另方面则进行称重比较,开启和关闭加料口、放料于箱中等系列的称重定值控制。
压力传感器是影响电子秤测量精度的关键部件,选用GYL-3应变式称重测力传感器。四片电阻应变片构成全桥桥路,在所加桥压U不变的情况下,传感器输出信号与作用在传感器上的重力和供桥桥压成正比,而且,供桥桥压U的变化直接影响电子称的测量精度,所以要求桥压很稳定。毫伏的传感器输出经放大后,变成了0-10V的电压信号输出,送入V/F变换器进行A/D转换,其输出端输出的频率信号加到单片机8031定时器1的计数、输入端T1上。在微机内部由定时器0作计数定时,定时器0的定时时间由要求的A/D转换分辩率设定。 定时器1的计数值反映了测量电压大小即物料的重量。在显示的同时,计算机还根据设定值与测量值进行定值判断。测量值与给定值进行比较,取差值提供PID运算,当重量不足,则继续送料和显示测量值。旦重量相等或大于给定值,控制接口输出控制信号,控制外部给料设备停止送料,显示测量终值,然后发出回答令,表示该袋装料结束,可进行下袋的装料称重。
图2所示为自动称重和装料装置。每个装料的箱子或袋子沿传送带运动,直到装有料的电子称下面,传送带停止运动,电磁线圈2通电,电子称料斗翻转,使料全部倒入箱子或袋子中,当料倒完,传送带马达再次通电,将装满料的箱子或袋子移出,并保护传送带继续运行,直到下次空袋或空箱切断光电传感器的光源,与此同时,电子称料箱复位,电磁线圈1通电,漏斗给电子秤自动加料,重量由微机控制,当电子秤中的料与给定值相等时,电磁线圈1断电,弹簧力使漏斗门关上。装料系统开始下个装料的循环。当漏斗中的料和传送带上的箱子足够多时,这个过程可以持续不断地进行下去。必要时,*作人员可以随时停止传送带,通过拔码盘输入不同的给定值,然后再启动,即可改变箱或袋中的重量。
压力传感器制作的便携式家用电子手提秤的原理图,由称重传感器、放大电路、A/D转换和液晶显示四部分组成。图中,E为9V的叠层电池,R1-R4是压力传感器的4个电阻应变片,R5、R6与W1组成零点调整电路。当载荷为零时,调节RW1使液晶显示屏显示为零。A1,A2为双运放集成电路LM358中的两个单元电路,组成了个对称的同相放大器,A/D转换器采用ICL7106双积分型A/D转换器,液晶显示采用3 1/2液晶显示片。该电子秤精度高,简单实用,携带方便。
称重传感器是种高精度的传感器,必须按规定的规格使用。若不按规定的规格使用,不仅不能发挥称重的作用,而且容易损坏,尤其是不准超过负荷安全值使用。 对于因温度变化对桥接零点和输出,灵敏度的影响,即使采用同批应变片,也会因应变片之间稍有温度特性之差而引起误差,所以对要求精度较高的传感器,必须进行温度补偿,解决的方法是在被粘贴的基片上采用适当温度系数的自动补偿片,并从外部对它加以适当的补偿。
非线性误差是传感器特性中zui重要的点。产生非线性误差的原因很多,般来说主要是由结构设计决定,通过线性补偿,也可得到改善。 滞后和蠕变是关于应变片及粘合剂的误差。由于粘合剂为高分子材料,其特性随温度变化较大,所以称重传感器必须在规定的温度范围内使用。 在露天下使用传感器,还应考虑阳光直射产生的温度影响和风压的影响。
压力传感器在测量机械设备的转速时,被测量机械的金属齿轮、齿条等运动部件会经过传感器的前端,引起磁场的相应变化,当运动部件穿过霍尔元件产生磁力线较为分散的区域时,磁场相对较弱,而穿过产生磁力线较为几种的区域时,磁场就相对较强。霍尔转速压力传感器就是通过磁力线密度的变化,在磁力线穿过传感器上的感应元件时,产生霍尔电势。霍尔转速传感器的霍尔元件在产生霍尔电势后,会将其转换为交变电信号,zui后传感器的内置电路会将信号调整和放大,输出矩形脉冲信号。霍尔转速传感器的测量方法霍尔转速传感器的测量必须配合磁场的变化,因此在霍尔转速传感器测量非铁磁材质的设备时,需要事在旋转物体上安装专门的磁铁物质,用以改变传感器周围的磁场,这样霍尔转速传感器才能准确的捕捉到物质的运动状态。
二、霍尔转速传感器的应用优势主要有三个:
1 、压力转速传感器的输出信号不会受到转速值的影响。
2 、压力转速传感器的频率相应高。
3 、压力转速传感器对电磁波的抗干扰能力强,因此霍尔转速传感器多应用在控制系统的转速检测中。
三、压力传感器的参数(ZS-02)
工作电压:5~24V
测量范围:0~20KHz
感应距离:0~2mm
输出信号:方波
工作温度:-40 ~+150℃
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