壓力傳感器怎么安裝？

壓力傳感器主要有三種電氣輸出類型：毫伏 (mV)、伏特 (V) 和電流 (mA)。

對(duì)于工程師來(lái)說(shuō)，了解哪種適合自己應(yīng)用一句確保正確選擇傳感器非常重要。

接下來(lái)，將描述毫伏、伏特和電流輸出壓力傳感器的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)和接線。

壓力傳感器怎么接線？

1、毫伏輸出壓力傳感器

具有毫伏輸出的壓力傳感器通常用于實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用。主要特點(diǎn)是成本低、體積小，并且需要穩(wěn)壓電源，毫伏信號(hào)的電平非常低，僅限于短距離（通常認(rèn)為最長(zhǎng)可達(dá) 200 英尺）并且很容易受到附近其他電信號(hào)（其他儀器、高壓交流電壓線等）的雜散電干擾)。毫伏輸出壓力傳感器典型接線配置如下圖所示：

具有毫伏輸出的壓力傳感器典型接線圖

2、電壓輸出壓力傳感器

具有放大電壓輸出的壓力傳感器通常用于需要更高級(jí)別直流信號(hào)的輕型工業(yè)環(huán)境和計(jì)算機(jī)接口系統(tǒng)。

由于內(nèi)置信號(hào)調(diào)理，比毫伏輸出壓力傳感器成本更高且尺寸更大。放大的電壓信號(hào)可以傳播到中等距離，并且比毫伏信號(hào)更能抵抗雜散電干擾。電壓輸出典型接線配置如下圖所示：

電壓輸出壓力傳感器的典型接線圖

3、電流輸出壓力傳感器

壓力傳感器產(chǎn)生毫伏、放大的電壓或電流輸出，變送器僅產(chǎn)生電流輸出。

同樣，由于內(nèi)置信號(hào)調(diào)理，發(fā)射器比毫伏輸出傳感器成本更高且尺寸更大。與毫伏和電壓輸出壓力傳感器不同，電流信號(hào)不受任何雜散電干擾的影響，這是工廠的寶貴資產(chǎn)。電流信號(hào)也可以長(zhǎng)距離傳輸。電流輸出壓力傳感器典型的接線配置如下圖所示。

電流輸出壓力傳感器的典型接線圖

壓力傳感器怎么安裝？

• A. 隔膜- 不能按壓或觸摸隔膜，否則可能會(huì)損壞或改變其校準(zhǔn)，尤其是在低壓范圍型號(hào)上。

• B. 配件和硬件- 使用適當(dāng)?shù)膲毫︻~定配件和硬件，必須要確保有正確的螺紋類型和尺寸。如果需要，可使用壓力限制器、容量室、緩沖器等。

• C. 在環(huán)境溫度下操作- 將傳感器放置在易于檢查和維修的地方。環(huán)境溫度應(yīng)在壓力傳感器規(guī)格范圍內(nèi)。環(huán)境溫度越接近 25°C，溫度系數(shù)對(duì)壓力傳感器整體精度的影響就越小。避免過(guò)度振動(dòng)的位置。

• D. 安裝- 安裝只能由熟悉安全實(shí)踐并了解與壓力系統(tǒng)相關(guān)的所有行業(yè)公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)的合格人員進(jìn)行。如果安裝時(shí)扭矩過(guò)大，傳感器校準(zhǔn)和/或零位可能會(huì)偏移。安裝后檢查零位偏移。安壓力傳感器時(shí)，請(qǐng)參閱標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)扭矩?cái)?shù)據(jù)了解螺紋尺寸和材料類型。

確定一個(gè)電源可以激勵(lì)多少個(gè)壓力傳感器？

一個(gè)電源可以激勵(lì)多個(gè)換能器，可以使用的換能器數(shù)量?jī)H由每個(gè)換能器的電流消耗和電源的電流容量決定。

壓力傳感器的電流消耗總和不能超過(guò)電源的總電流容量。例如，如果你有 50 個(gè)電流為 13 毫安的壓力傳感器，你需要一個(gè)電流至少為 650 毫安 (50 x 13) 的電源，或者使用具有高電流容量的電源為一個(gè)壓力傳感器供電。

壓力傳感器連線--將一個(gè)傳感器連接到多個(gè)讀數(shù)器、記錄器、計(jì)算機(jī)

輸出毫安信號(hào)的壓力傳感器可以串聯(lián)到多個(gè)設(shè)備，它們可以在不受干擾的情況下長(zhǎng)距離傳輸信號(hào)，因此將毫安信號(hào)設(shè)備連接到多個(gè)儀表會(huì)比較容易。

下圖說(shuō)明了正確的接線，電流信號(hào)的一大優(yōu)點(diǎn)是設(shè)置多儀器系統(tǒng)的簡(jiǎn)單性。從儀器到儀器的長(zhǎng)距離傳輸，無(wú)電氣干擾，使多儀器系統(tǒng)變得容易。

例如，一個(gè)材料測(cè)試中心可能有一個(gè)控制室，用于所有不同的測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，從而可以從一個(gè)中心位置進(jìn)行操作。

在多儀器電流回路中，儀器校準(zhǔn)和故障排除很簡(jiǎn)單。儀器數(shù)量的唯一限制是驅(qū)動(dòng)電流環(huán)路的電源電壓量，所需的最小電壓由歐姆定律 V-IR（電壓等于電流乘以電阻）確定。

具體的如下圖所示：

儀器 4-20mA 電流回路（面板儀表、圖表記錄器、計(jì)算機(jī)等）

其中包含：組合儀器儀表、壓力傳感器、導(dǎo)線、電源

假設(shè)有以下情況：壓力變送器 (4-20 mA)，電源電壓為 12-30 Vdc；輸入阻抗為 10 Ω 的面板儀表；輸入阻抗為 25 Ω 的記錄儀；輸入阻抗為 200Ω 的計(jì)算機(jī)；引線電阻為 5 Ω。

那么：

所需的最低電壓 = (0.020)*(5 + 10 + 25 + 200) + 12 = 16.8 v

24 v是 4-20 mA 電流回路中最常見的電源,也可以將電壓或毫伏信號(hào)連接到多臺(tái)儀器，不過(guò)不容易，并且不具備電流回路系統(tǒng)固有的校準(zhǔn)和故障排除優(yōu)勢(shì)。

電壓或毫伏信號(hào)可以并聯(lián)連接到多個(gè)儀器，如下圖所示。這種方法假設(shè)連接的儀器具有非常高的輸入阻抗。如果不是這種情況，則可以使用模擬輸出來(lái)重新傳輸信號(hào)。

多個(gè)儀器并聯(lián)到電壓輸出壓力傳感器

壓力傳感器--實(shí)際案例

如果你將PX409 mA 輸出壓力傳感器連接到DP400TP 快速響應(yīng)過(guò)程儀表，你需要串聯(lián)所有儀表。在這種情況下，DP400TP 也可以用作電源，提供驅(qū)動(dòng) PX409 單元所需的 12 V 或額外的 20 V DC。

測(cè)試系統(tǒng) 可以使用手機(jī)等近場(chǎng)通信 (NFC) 設(shè)備對(duì) PX409 設(shè)備進(jìn)行無(wú)線編程。然后可以將 PX409 的信號(hào)饋送到 PLATINUM 系列儀表，這是另一種類型的快速響應(yīng)儀表。所有 PLATINUM 儀表都包含 USB 輸出，因此它們可以直接連接到計(jì)算機(jī)。

安裝系統(tǒng)后，你必須要進(jìn)行測(cè)試以確保其正常工作，按照下面這三個(gè)步驟進(jìn)行操作：

1、使用手持泵向傳感器施加壓力。

2、觀察以確保所有三個(gè)單元的壓力變化。

3、驗(yàn)證，一旦壓力穩(wěn)定和靜態(tài)，所有三個(gè)單位都顯示相同的壓力讀數(shù)。

你可以使用此過(guò)程來(lái)設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)將記錄、記錄和繪制壓力傳感器的數(shù)據(jù)。

壓力傳感器接線--將多個(gè)傳感器連接到一個(gè)讀數(shù)器、記錄器、計(jì)算機(jī)

在測(cè)量多個(gè)壓力時(shí)，嘗試使用多個(gè)傳感器、一個(gè)開關(guān)裝置和一個(gè)面板儀表是一個(gè)常見的錯(cuò)誤，雖然這個(gè)節(jié)省了多個(gè)面板儀表（或任何其他儀器）的成本。

但問(wèn)題是每個(gè)傳感器都有一個(gè)唯一的零點(diǎn)，而讀數(shù)只有一個(gè)零螺釘。最終結(jié)果是總精度提高到大約 3%，即使每個(gè)壓力傳感器的精度為 0.5%。在大多數(shù)情況下，這種較大的誤差是無(wú)法容忍的。

1、將多個(gè)傳感器與一個(gè)讀數(shù)設(shè)備一起使用的正確方法是使用具有內(nèi)置調(diào)零和跨距調(diào)節(jié)螺釘、相同輸出（電壓或電流）和相同壓力范圍的傳感器。

通過(guò)施加已知壓力來(lái)調(diào)整每個(gè)傳感器，以便它們都具有相同的輸出，當(dāng)它們都具有相同的輸出時(shí)，儀表被縮放并且可以使用開關(guān)。

如下圖所示：連接到一米和一個(gè)開關(guān)的多個(gè)壓力傳感器（具有內(nèi)置零位和跨度調(diào)節(jié)的傳感器，相同的輸出和相同的壓力范圍）

2、使用具有一個(gè)讀數(shù)的多個(gè)傳感器的另一種解決方案是使用掃描儀而不是儀表和開關(guān)。

有許多類型的掃描儀，與多個(gè)壓力傳感器一起工作的掃描儀類型必須在每個(gè)通道上具有獨(dú)立的縮放比例。

一些掃描儀除了在每個(gè)通道上具有獨(dú)立的縮放比例外，還為每個(gè)通道提供獨(dú)立的電流、電壓或毫伏輸入。這些類型的掃描儀使你能夠在同一儀器上使用具有不同輸出和不同壓力范圍的傳感器。

使用帶有電壓輸入儀表的毫安信號(hào)

大多數(shù)儀器設(shè)置為接收電壓。一個(gè)常見的問(wèn)題是如何使用電流信號(hào)和電壓設(shè)置的儀器，并且只需在儀器的輸入端子上安裝一個(gè)電阻即可。電阻值由歐姆定律 (V = IR) 確定。

例如，安裝一個(gè) 500 ohm 電阻會(huì)將 20 mA 轉(zhuǎn)換為 10 V (V = IR = 0.020 x 500)。

具體如下圖所示：

唯一的其他考慮因素是零偏移。由于大多數(shù)電流環(huán)路的低端電流為 4 mA，因此會(huì)有零偏移，使用與上述相同值的電阻 4 mA 將轉(zhuǎn)換為 2 V。

將電流轉(zhuǎn)換為電壓，用于儀表設(shè)置的電壓

R=V/I
其中：
R = 電阻尺寸
V = 所需電壓
I = 電流

示例：將 4-20 mA 轉(zhuǎn)換為 2-10 V

R = V/I = 10/0.02 = 500 Ohms

那么一個(gè) 500 Ohm 電阻將安裝在儀器上的 (+) 和 (-) 端子上。

壓力傳感器管道安裝

壓力傳感器管道安裝需要具有設(shè)置壓力傳感器實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員。選擇專業(yè)人員的原因是安裝不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致流體泄漏，這可能對(duì)人和機(jī)器都造成危害。

壓力傳感器的安裝方法和定位將取決于壓力介質(zhì)（液體、氣體或蒸汽）和管道的方向。內(nèi)部或外部壓力傳感器安裝之間的選擇也取決于設(shè)置。

怎么選擇壓力傳感器？

在選擇合適的壓力傳感器時(shí)，必須注意這些：需要測(cè)量什么壓力傳感器、測(cè)量位置以及所需的輸出、壓力讀數(shù)的本地讀數(shù)是否是必要的等，下面將更為詳細(xì)地介紹：

設(shè)計(jì)問(wèn)題

• 在“正常”情況下，傳感器將測(cè)量什么壓力范圍？

• 表壓、真空、復(fù)合、密封或絕壓測(cè)量是否最適合此范圍？

• 在“異?！鼻闆r下，壓力傳感器可能面臨哪些壓力？

• 壓力傳感器如何連接到它正在測(cè)量壓力的管道、儲(chǔ)罐、管線和容器？

• 壓力傳感器是否會(huì)測(cè)量具有腐蝕性或化學(xué)腐蝕性的物質(zhì)？

環(huán)境問(wèn)題

• 壓力傳感器體是否會(huì)暴露在元件中、受到某種程度的保護(hù)或浸沒(méi)在液體中？

• 壓力傳感器是否會(huì)受到強(qiáng)烈振動(dòng)、沖擊或其他粗暴處理？

輸出問(wèn)題

• 壓力傳感器需要或期望什么樣的電輸出？

• 最近/預(yù)定的電源有多遠(yuǎn)？

• 輸出信號(hào)需要傳播多遠(yuǎn)（用于控制、顯示或兩者）？