產(chǎn)品列表PRODUCTS LIST
壓電式壓力傳感器常用來測(cè)量動(dòng)態(tài)壓力,一般不適用于靜態(tài)壓力的測(cè)量。動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量)需要用到有功能的傳感器,包括快速響應(yīng),外殼堅(jiān)固,高剛度,可擴(kuò)展量程和可以測(cè)量準(zhǔn)靜態(tài)壓力的能力。為何壓電式壓力傳感器僅測(cè)量動(dòng)態(tài)壓力呢? 壓電式壓電傳感器的石英晶體當(dāng)受到外部施加的壓力時(shí)產(chǎn)生電荷。即使電氣絕緣電阻非常高,電荷終也將泄漏為零。電荷泄漏到零的速率取決于電氣絕緣電阻。電荷型壓力傳感器與電壓放大器一起使用時(shí),泄漏速率由傳感器中電容和電阻、低噪音電纜和外部電壓放大器決定。ICP®壓力傳感器晶體和內(nèi)置電路中的電阻和電容決定泄漏速率。
PCB®生產(chǎn)和制造兩種類型的動(dòng)態(tài)壓力傳感器,電荷型以及ICP®電壓型。電荷型壓力傳感器輸出高阻抗的電荷信號(hào),ICP®電壓型傳感器特點(diǎn)是內(nèi)置集成放大電路,可以將高阻抗電荷信號(hào)轉(zhuǎn)換成低阻抗電壓輸出。
傳感器結(jié)構(gòu)
壓電型壓電傳感器有各種外觀尺寸和螺紋結(jié)構(gòu),以適應(yīng)不同的壓力測(cè)量安裝要求。大多數(shù)傳感器使用石英晶體作為敏感元件,以保證操作的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。石英晶體通常在殼體內(nèi)部進(jìn)行預(yù)緊,以保證傳感器具有良好的線性度。電氣石是另外一種穩(wěn)定的壓電晶體,此類晶體用于需要測(cè)量體積靈敏度的傳感器中。如圖1為具有內(nèi)置電路的通用型壓力傳感器。
性
當(dāng)ICP®壓力傳感器受到一個(gè)正壓時(shí),傳感器產(chǎn)生一個(gè)正的電壓輸出。PCB®電荷型壓力傳感器的性剛好相反。當(dāng)受到一個(gè)正壓時(shí),傳感器產(chǎn)生一個(gè)負(fù)信號(hào)輸出。外部電荷放大器通常與電荷輸出傳感器一起使用,并對(duì)信號(hào)進(jìn)行性反轉(zhuǎn)。電荷輸出型傳感器與電荷放大器一起組成的測(cè)試系統(tǒng)的輸出性與ICP®傳感器的輸出性是一樣的。當(dāng)然,我們也有反性輸出的傳感器版本。
高頻響應(yīng)
大多數(shù)PCB®壓電型壓力傳感器中的石英晶體在堅(jiān)固的傳感器外殼內(nèi)采用壓縮式預(yù)緊,電氣石晶體采用無約束形式。這些設(shè)計(jì)使傳感器具有微秒級(jí)響應(yīng)時(shí)間和幾百赫茲的固有頻率,能夠小化過沖或者振鈴現(xiàn)象發(fā)生的可能性。
壓力傳感器的機(jī)械結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)高頻測(cè)量產(chǎn)生限制。靈敏度在傳感器接近固有頻率時(shí)開始快速上升。
低頻響應(yīng)
電荷型壓力傳感器的低頻響應(yīng)取決于所使用的電荷放大器。放大器設(shè)置低頻響應(yīng)的放電時(shí)間常數(shù)(DTC)可以很長或很短,這取決于使用電荷放大器的具體型號(hào)。一個(gè)較長DTC允許更低頻的測(cè)量,較短的DTC會(huì)限制低頻響應(yīng)。
內(nèi)部的電阻和電容值決定了傳感器的放電時(shí)間常數(shù)和ICP®壓力傳感器的低頻響應(yīng)。放電時(shí)間類似一階R-C高通濾波器的作用,決定了傳感器的低頻響應(yīng)。另外,信號(hào)適調(diào)儀的DTC也應(yīng)該考慮在內(nèi),它也會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的低頻響應(yīng)。
典型的壓電式系統(tǒng)輸出
壓電式壓力傳感器系統(tǒng)的輸出特點(diǎn)是AC耦合系統(tǒng)。重復(fù)的信號(hào)會(huì)衰減,直到原始基線上下區(qū)域達(dá)到相等。當(dāng)監(jiān)控事件的幅值出現(xiàn)波動(dòng),輸出會(huì)在基線附近保持穩(wěn)定,同時(shí)正的區(qū)域和負(fù)的區(qū)域保持相等。
在這個(gè)例子中,在一個(gè)穩(wěn)態(tài)脈寬和脈沖間隔為的AC耦合壓力應(yīng)用,產(chǎn)生0-2V電壓輸出信號(hào)。其頻率保持不變但信號(hào)迅速衰減,直到信號(hào)在原始基線上下面積區(qū)域A=區(qū)域B,而且峰值相同。
傳感器結(jié)構(gòu)
壓力傳感器的精密安裝對(duì)于測(cè)試是至關(guān)重要的。每次安裝前請(qǐng)確認(rèn)傳感器說明書中的安裝尺寸圖,當(dāng)您有疑問時(shí),請(qǐng)和PCB®工程師取得詳細(xì)的安裝指南。使用精密的機(jī)加工設(shè)備來安裝螺紋孔,并且使用推薦的安裝扭矩。請(qǐng)使用PCB®傳感器提供的安裝硬件,我們還提供不同標(biāo)準(zhǔn)的螺紋適配器來簡化一些傳感器的安裝。
對(duì)于自由場(chǎng)爆炸應(yīng)用,使用具有氣動(dòng)力外形的安裝可以小化來自安裝支架或三腳架的反射而產(chǎn)生的不的影響。
許多壓力傳感器的敏感晶體一般位于傳感器底部的膜片處。如果壓力測(cè)量中傳感器這個(gè)部位受到側(cè)向載荷會(huì)使信號(hào)輸出失真。要避免異常的側(cè)向載荷應(yīng)力施加到傳感器的上半部分,這點(diǎn)也很重要。對(duì)傳感器上半部分可能會(huì)產(chǎn)生側(cè)應(yīng)力的原因包括:電纜對(duì)電氣接頭的直角拉緊力;在高橫向振動(dòng)的環(huán)境中,電纜使用一個(gè)非常重的適配器連接到小型的電氣接頭上。
在自由場(chǎng)爆炸測(cè)試應(yīng)用,壓力傳感器安裝到一個(gè)薄板上,當(dāng)壓力造成板面彎曲時(shí),傳感器可能會(huì)承受側(cè)應(yīng)力,使用O型環(huán)安裝可以小化這種影響。
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