一、壓力傳感器的定義
德國(guó)HYDAC賀德克壓力傳感器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對(duì)傳感器下的定義是:“能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢測(cè)裝置,能感受到被測(cè)量的信息,并能將檢測(cè)感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出,以滿(mǎn)足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。
二、傳感器的分類(lèi)
目前對(duì)傳感器尚無(wú)一個(gè)統(tǒng)一的分類(lèi)方法,但比較常用的有如下三種:
1、按傳感器的物理量分類(lèi),可分為位移、力、速度、溫度、流量、氣體成份等傳感器。
2、按傳感器工作原理分類(lèi),可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵、熱電偶等傳感器。
3、按傳感器輸出信號(hào)的性質(zhì)分類(lèi),可分為:輸出為開(kāi)關(guān)量(“1”和"0”或“開(kāi)”和“關(guān)”)的開(kāi)關(guān)型傳感器;輸出為模擬型傳感器;輸出為脈沖或代碼的數(shù)字型傳感器。
德國(guó)HYDAC賀德克壓力傳感器的基礎(chǔ)知識(shí)和分類(lèi) 關(guān)于傳感器的分類(lèi):
1.按被測(cè)物理量分:如:力,壓力,位移,溫度,角度傳感器等;
2.按照傳感器的工作原理分:如:應(yīng)變式傳感器、壓電式傳感器、壓阻式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、光電式傳感器等;
3.按照傳感器轉(zhuǎn)換能量的方式分:
(1)能量轉(zhuǎn)換型:如:壓電式、熱電偶、光電式傳感器等;
(2)能量控制型:如:電阻式、電感式、霍爾式等傳感器以及熱敏電阻、光敏電阻、濕敏電阻等;
4.按照傳感器工作機(jī)理分:
(1)結(jié)構(gòu)型:如:電感式、電容式傳感器等;
(2)物性型:如:壓電式、光電式、各種半導(dǎo)體式傳感器等;
5.按照傳感器輸出信號(hào)的形式分:
(1)模擬式:傳感器輸出為模擬電壓量;
(2)數(shù)字式:傳感器輸出為數(shù)字量,如:編碼器式傳感器。
德國(guó)HYDAC賀德克壓力傳感器的基礎(chǔ)知識(shí)和分類(lèi) 三、傳感器的靜態(tài)特性
傳感器的靜態(tài)特性是指對(duì)靜態(tài)的輸入信號(hào),傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關(guān)系。因?yàn)檫@時(shí)輸入量和輸出量都和時(shí)間無(wú)關(guān),所以它們之間的關(guān)系,即傳感器的靜態(tài)特性可用一個(gè)不含時(shí)間變量的代數(shù)方程,或以輸入量作橫坐標(biāo),把與其對(duì)應(yīng)的輸出量作縱坐標(biāo)而畫(huà)出的特性曲線(xiàn)來(lái)描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有:線(xiàn)性度、靈敏度、分辨力和遲滯等。
四、傳感器的動(dòng)態(tài)特性
所謂動(dòng)態(tài)特性,是指?jìng)鞲衅髟谳斎胱兓瘯r(shí),它的輸出的特性。在實(shí)際工作中,傳感器的動(dòng)態(tài)特性常用它對(duì)某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)來(lái)表示。這是因?yàn)閭鞲衅鲗?duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)容易用實(shí)驗(yàn)方法求得,并且它對(duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)與它對(duì)任意輸入信號(hào)的響應(yīng)之間存在一定的關(guān)系,往往知道了前者就能推定后者。常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)有階躍信號(hào)和正弦信號(hào)兩種,所以傳感器的動(dòng)態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來(lái)表示。
五、傳感器的線(xiàn)性度
通常情況下,傳感器的實(shí)際靜態(tài)特性輸出是條曲線(xiàn)而非直線(xiàn)。在實(shí)際工作中,為使儀表具有均勻刻度的讀數(shù),常用一條擬合直線(xiàn)近似地代表實(shí)際的特性曲線(xiàn)、線(xiàn)性度(非線(xiàn)性誤差)就是這個(gè)近似程度的一個(gè)性能指標(biāo)。
擬合直線(xiàn)的選取有多種方法。如將零輸入和滿(mǎn)量程輸出點(diǎn)相連的理論直線(xiàn)作為擬合直線(xiàn);或?qū)⑴c特性曲線(xiàn)上各點(diǎn)偏差的平方和為小的理論直線(xiàn)作為擬合直線(xiàn),此擬合直線(xiàn)稱(chēng)為小二乘法擬合直線(xiàn)。
六、傳感器的靈敏度
靈敏度是指?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對(duì)輸入量變化△x的比值。
它是輸出一輸入特性曲線(xiàn)的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線(xiàn)性關(guān)系,則靈敏度S是一個(gè)常數(shù)。否則,它將隨輸入量的變化而變化。
靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如,某位移傳感器,在位移變化1mm時(shí),輸出電壓變化為200mV,則其靈敏度應(yīng)表示為200mV/mm。
當(dāng)傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時(shí),靈敏度可理解為放大倍數(shù)。
提高靈敏度,可得到較高的測(cè)量精度。但靈敏度愈高,測(cè)量范圍愈窄,穩(wěn)定性也往往愈差。
七、傳感器的分辨力
分辨力是指?jìng)鞲衅骺赡芨惺艿降谋粶y(cè)量的小變化的能力。也就是說(shuō),如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當(dāng)輸入變化值未超過(guò)某一數(shù)值時(shí),傳感器的輸出不會(huì)發(fā)生變化,即傳感器對(duì)此輸入量的變化是分辨不出來(lái)的。只有當(dāng)輸入量的變化超過(guò)分辨力時(shí),其輸出才會(huì)發(fā)生變化。
通常傳感器在滿(mǎn)量程范圍內(nèi)各點(diǎn)的分辨力并不相同,因此常用滿(mǎn)量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的大變化值作為衡量分辨力的指標(biāo)。上述指標(biāo)若用滿(mǎn)量程的百分比表示,則稱(chēng)為分辨率。
德國(guó)HYDAC賀德克壓力傳感器HYDAC傳感器技術(shù)在機(jī)械工程的應(yīng)用是多之甚多,由于通過(guò)傳感器技術(shù)優(yōu)化工程機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng),工程機(jī)械制造商和供應(yīng)商可以更有效地解決建筑現(xiàn)場(chǎng)的一些關(guān)鍵問(wèn)題。操作人員的疲勞和技能、工作的安全性和準(zhǔn)確性、對(duì)設(shè)備的磨損、停機(jī)時(shí)間、減少排放和更高燃料效率的要求等等,這些都是可以通過(guò)傳感器技術(shù)來(lái)改變這些。
HYDAC傳感器在工程機(jī)械中應(yīng)用主要包括三個(gè)方面:一是發(fā)動(dòng)機(jī)工況的控制;第二是液壓系統(tǒng)的控制;第三是工程機(jī)械整體性能的控制。而工程機(jī)械在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)使用的傳感器有以下幾種類(lèi)型:控制空氣流量動(dòng)片式傳感器的噴油機(jī)構(gòu)的位置傳感器;壓力傳感器,包括燃油壓力、潤(rùn)油系統(tǒng)機(jī)油壓力等壓力傳感器;用于柴油機(jī)轉(zhuǎn)速控制的轉(zhuǎn)速傳感器;用于測(cè)控燃油液面和機(jī)油液面的傳感器和控制溫度的溫度傳感器。同樣在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)在現(xiàn)代工程機(jī)械的傳動(dòng)中占有十分重要的地位,它不僅應(yīng)用在主要的工作機(jī)構(gòu)中,如挖掘機(jī)的挖掘機(jī)構(gòu)傳動(dòng),振動(dòng)壓路機(jī)的振動(dòng)機(jī)構(gòu),而且在現(xiàn)代工程機(jī)械行走系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及一些伺服機(jī)構(gòu)中都大量應(yīng)用。在液壓系統(tǒng)中應(yīng)用的傳感器主要有控制液壓油溫度的溫度傳感器;控制液壓油壓力的壓力傳感器;控制泄漏量和流量的流量傳感器;控制液壓油液位的液位傳感器等。
工程機(jī)械工作環(huán)境是比較惡劣的,為了提高其工作的安全性和工作性能,就需要對(duì)機(jī)械整體性能進(jìn)行有效控制,在這方面應(yīng)用的傳感器主要有控制主要的工作機(jī)構(gòu)和制動(dòng)系統(tǒng)磨損檢測(cè)傳感器;控制整機(jī)通過(guò)性的限位平衡傳感器;用于裝載機(jī)械超載的控制超載壓力傳感器;用于控制攤鋪機(jī)鋪層厚度的距離傳感器;用于拌和站物料溫度控制的溫度傳感器;另外還有工程機(jī)械駕駛室工作間的溫度、濕度、光照等條件控制的溫度式、濕度式、光量式傳感器等。
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