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德国SICK传感器的工作原理和工作状态是怎样的?
点击次数:223 发布时间:2018-11-26

    德国SICK传感器的工作原理和工作状态是怎样的?
    德国SICK传感器是工业实践中最为常用的一种传感器,而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的,这样的传感器也称为压电传感器。   我们知道,晶体是各向异性的,非晶体是各向同性的。某些晶体介质,当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时,就产生了极化效应;当机械力撤掉之后,又会重新回到不带电的状态,也就是受到压力的时候,某些晶体可能产生出电的效应,这就是所谓的极化效应。科学家就是根据这个效应研制出了压力传感器。
    德国SICK传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英(二氧化硅)是一种天然晶体,压电效应就是在这种晶体中发现的,在一定的温度范围之内,压电性质一直存在,但温度超过这个范围之后,压电性质完全消失(这个高温就是所谓的“居里点”)。
    由于随着应力的变化电场变化微小(也就说压电系数比较低),所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而
    德国SICK传感器具有很大的压电灵敏度和压电系数,但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体,能够承受高温和相当高的湿度,所以  已经得到了广泛的应用。 在现在压电效应也应用在多晶体上,比如现在的压电陶瓷,包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。
    德国SICK传感器的主要工作原理,压电传感器不能用于静态测量,因为经过外力作用后的电荷,只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的,所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。 压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。
    德国SICK传感器是一种常用的加速度计。
    德国SICK传感器具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用,特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业,例如用它来击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力,也可以用来测量微小的压力。
    德国SICK传感器也广泛应用在生物医学测量中,比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的,因为测量动态压力是如此普遍,所以压电传感器的应用就非常广。
    除了德国SICK传感器之外,还有利用压阻效应制造出来的压阻传感器,利用应变效应的应变式传感器等,这些不同的压力传感器利用不同的效应和不同的材料,在不同的场合能够发挥它们独特的用途。
    如电源正常则进行简单加压看输出是否变化,或者察看传感器零位是否有输出,若无变化则传感器已损坏,可能是仪表损坏或者整个系统的其他环节的问题;第二种是加压变送器输出不变化,再加压变送器输出突然变化,泄压变送器零位回不去,很有可能是压力传感器密封圈的问题。常见的是由于密封圈规格原因,传感器拧紧之后密封圈被压缩到传感器引压口里面堵塞传感器,加压时压力介质进不去,但在压力大时突然冲开密封圈,压力传感器受到压力而变化。排除这种故障的是将传感器卸下,直接察看零位是否正常,若零位正常可更换密封圈再试;第三种是变送器输出信号不稳。这种故障有可能是压力源的问题。
    压力源本身是一个不稳定的压力,很有可能是仪表或压力传感器抗干扰能力不强、传感器本身振动很厉害和传感器故障;第四种是变送器与指针式压力表对照偏差大。出现偏差是正常的现象,确认正常的偏差范围即可;最后一种易出现的故障是微差压变送器安装位置对零位输出的影响。
    德国SICK传感器由于其测量范围很小,变送器中传感元件会影响到微差压变送器的输出。安装时应使变送器的压力敏感件轴向垂直于重力方向,安装固定后调整变送器零位到标准值。
    造成德国SICK传感器的零点漂移的主要有以下几个原因:
    1.应变片胶层有气泡或者有杂质
    2.应变片本身性能不稳定
    3.电路中有虚焊点4.弹性体的应力释放不完全;此外还和磁场,频率,温度等很多有关系。电漂或一些漂移都会存在,但我们可以通过一些方式缩小其范围或修正。
    零点热漂移是影响压力传感器性能的重要指标,受到广泛重视。
    上认为零点热漂移仅取决于力敏电阻的不等性及其温度非线性,其实零点热漂移还与力敏电阻的反向漏电有关。
    在这点上,多晶硅可以吸除衬底中的重金属杂质,从而减小力敏电阻的反向漏电、改善零点热漂移,提高传感器的性能。缩小电漂移和修正电漂移还有哪些方式呢?零点电漂移除了影响压力传感器的测量精度和降低灵敏度之外,还有哪些重要影响呢?利用零点电漂移可以消除压力传感器的热零点漂移,所谓零点漂移,是指当放大器的输入端短路时,在输入端有不规律的、变化缓慢的电压产生的现象。产生零点漂移的主要原因是温度的变化对晶体管参数的影响以及电源电压的波动等,在多数放大器中,前级的零点漂移影响最大,级数越多和放大倍数越大,则零点漂移越严重。
    漂移的大小主要在于应变材料的选用,材料的结构或是组成决定其稳定性或是热敏性。
    材料选好后的加工制成也很重要,工艺不同,会生产出不同效果的应变值,关键也在于通过一些老化等调节后,电桥值的稳定或程规律的变化。漂移的调节手段很多,大都根据厂家的条件或生产需求所决定,大多数厂家对零点漂移都控制得很好。温度调节可通过内部温度电阻和制热零敏度电阻补偿、老化等。对于采用电路转换的变压器中,电路部份的漂移可用通过选用好的元器件和设计更合适的电路来补偿。
    德国SICK传感器应变材料要选灵敏系数高、温度变化小的材料。 检查施工现场出现的故障,绝大多数是由于压力传感器使用和安装方法不当引起的,归纳起来有几个方面。1、一次元件(孔板、远传测量接头等)堵塞或安装形式不对,取压点不合理。

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