施耐德壓力傳感器，SCHNEIDER壓力傳感器，法國施耐德

施耐德壓力傳感器，SCHNEIDER壓力傳感器，法國施耐德
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19世紀(jì)，施耐德電氣從事鋼鐵工業(yè)、重型機(jī)械工業(yè)、輪船建造業(yè)；20世紀(jì)，從事電力與自動(dòng)化管理業(yè)。在成立的170多年里，施耐德電氣遇到過無數(shù)次挑戰(zhàn)，也做過數(shù)次重大戰(zhàn)略選擇，現(xiàn)在集團(tuán)已經(jīng)成長為。
壓力傳感器工作原理及特點(diǎn)  壓力傳感器工作原理及特點(diǎn) 壓阻式壓力傳感器采用集成電路工藝技術(shù)，在硅片上制造出四個(gè)等值的薄膜電阻并組成電橋電路，當(dāng)不受力作用時(shí)，電橋處于平衡狀態(tài)，無電壓輸出;當(dāng)受到壓力作用時(shí)，電橋失去平衡而輸出電壓，且輸出的電壓與壓力成比例。 　　壓阻式壓力傳感器具有以下特點(diǎn): 　　①壓阻式壓力傳感器的靈敏系數(shù)比金屬應(yīng)變式壓力傳感器的靈敏度系數(shù)要大50-100倍。有的時(shí)候壓阻式壓力傳感器的輸出不需要放大器就可直接進(jìn)行測量。 　　②由于它采用集成電路工藝加工，因而結(jié)構(gòu)尺寸小，重量輕。 　　③壓力分辨率高，它可以檢測出像血壓那么小的微壓。 　　④頻率響應(yīng)好，它可以測量幾十千赫的脈動(dòng)壓力。 　　⑤由于傳感器的力敏元件及檢測元件制在同塊硅片上，所以它工作可靠，綜合精度 高，且使用壽命長。 　　⑥由于采用半導(dǎo)體材料硅制作，傳感器對溫度比較敏感，如不采用溫度補(bǔ)償，其溫度誤差較大。
壓力傳感器制作的電子衡器已廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè),實(shí)現(xiàn)了對物料的快速、準(zhǔn)確的稱量，特別是隨著微處理機(jī)的出現(xiàn)，工業(yè)過程自動(dòng)化程度化的不斷提高，稱重傳感器已成為過程控制中的種必需的裝置，從以前不能稱重的大型罐、料斗等重量計(jì)測以及吊車秤、汽車秤等計(jì)測控制，到混合分配多種原料的配料系統(tǒng)、工藝中的自動(dòng)檢測和粉粒體進(jìn)料量控制等，都應(yīng)用了稱重傳感器，目前，壓力傳感器幾乎運(yùn)用到了所有的稱重域。
1．高速定量分裝系統(tǒng)
本系統(tǒng)由微機(jī)控制稱重傳感器的稱重和比較，并輸出控制信號(hào)，執(zhí)行定值稱量，控制外部給料系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)行自動(dòng)稱量和快速分裝的任務(wù)。 系統(tǒng)采用MCS-51單片機(jī)和V/F電壓頻率變換器等電子器件，其硬件電路框圖如圖1所示，用8031作為處理器，BCD拔碼盤作為定值設(shè)定輸入器，物料裝在料斗里，其重量使傳感器彈性體發(fā)生變形，輸出與重量成正比的電信號(hào)，傳感器輸出信號(hào)經(jīng)放大器放大后，輸入V/F轉(zhuǎn)換器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成的頻率信號(hào)直接送入8031微處理器中，其數(shù)字量由微機(jī)進(jìn)行處理。微機(jī)方面把物重的瞬時(shí)數(shù)字量送入顯示電路，顯示出瞬時(shí)物重，另方面則進(jìn)行稱重比較，開啟和關(guān)閉加料口、放料于箱中等系列的稱重定值控制。
壓力傳感器是影響電子秤測量精度的關(guān)鍵部件，選用GYL-3應(yīng)變式稱重測力傳感器。四片電阻應(yīng)變片構(gòu)成全橋橋路，在所加橋壓U不變的情況下，傳感器輸出信號(hào)與作用在傳感器上的重力和供橋橋壓成正比，而且，供橋橋壓U的變化直接影響電子稱的測量精度，所以要求橋壓很穩(wěn)定。毫伏的傳感器輸出經(jīng)放大后，變成了0-10V的電壓信號(hào)輸出，送入V/F變換器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，其輸出端輸出的頻率信號(hào)加到單片機(jī)8031定時(shí)器1的計(jì)數(shù)、輸入端T1上。在微機(jī)內(nèi)部由定時(shí)器0作計(jì)數(shù)定時(shí)，定時(shí)器0的定時(shí)時(shí)間由要求的A/D轉(zhuǎn)換分辯率設(shè)定。 定時(shí)器1的計(jì)數(shù)值反映了測量電壓大小即物料的重量。在顯示的同時(shí)，計(jì)算機(jī)還根據(jù)設(shè)定值與測量值進(jìn)行定值判斷。測量值與給定值進(jìn)行比較，取差值提供PID運(yùn)算，當(dāng)重量不足，則繼續(xù)送料和顯示測量值。旦重量相等或大于給定值，控制接口輸出控制信號(hào)，控制外部給料設(shè)備停止送料，顯示測量終值，然后發(fā)出回答令，表示該袋裝料結(jié)束，可進(jìn)行下袋的裝料稱重。
圖2所示為自動(dòng)稱重和裝料裝置。每個(gè)裝料的箱子或袋子沿傳送帶運(yùn)動(dòng)，直到裝有料的電子稱下面，傳送帶停止運(yùn)動(dòng)，電磁線圈2通電，電子稱料斗翻轉(zhuǎn)，使料全部倒入箱子或袋子中，當(dāng)料倒完，傳送帶馬達(dá)再次通電，將裝滿料的箱子或袋子移出，并保護(hù)傳送帶繼續(xù)運(yùn)行，直到下次空袋或空箱切斷光電傳感器的光源，與此同時(shí)，電子稱料箱復(fù)位，電磁線圈1通電，漏斗給電子秤自動(dòng)加料，重量由微機(jī)控制，當(dāng)電子秤中的料與給定值相等時(shí)，電磁線圈1斷電，彈簧力使漏斗門關(guān)上。裝料系統(tǒng)開始下個(gè)裝料的循環(huán)。當(dāng)漏斗中的料和傳送帶上的箱子足夠多時(shí)，這個(gè)過程可以持續(xù)不斷地進(jìn)行下去。必要時(shí)，*作人員可以隨時(shí)停止傳送帶，通過拔碼盤輸入不同的給定值，然后再啟動(dòng)，即可改變箱或袋中的重量。
壓力傳感器制作的便攜式家用電子手提秤的原理圖，由稱重傳感器、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換和液晶顯示四部分組成。圖中，E為9V的疊層電池，R1-R4是壓力傳感器的4個(gè)電阻應(yīng)變片，R5、R6與W1組成零點(diǎn)調(diào)整電路。當(dāng)載荷為零時(shí)，調(diào)節(jié)RW1使液晶顯示屏顯示為零。A1，A2為雙運(yùn)放集成電路LM358中的兩個(gè)單元電路，組成了個(gè)對稱的同相放大器，A/D轉(zhuǎn)換器采用ICL7106雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器，液晶顯示采用3 1/2液晶顯示片。該電子秤精度高，簡單實(shí)用，攜帶方便。
稱重傳感器是種高精度的傳感器，必須按規(guī)定的規(guī)格使用。若不按規(guī)定的規(guī)格使用，不僅不能發(fā)揮稱重的作用，而且容易損壞，尤其是不準(zhǔn)超過負(fù)荷安全值使用。 對于因溫度變化對橋接零點(diǎn)和輸出，靈敏度的影響，即使采用同批應(yīng)變片，也會(huì)因應(yīng)變片之間稍有溫度特性之差而引起誤差，所以對要求精度較高的傳感器，必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償，解決的方法是在被粘貼的基片上采用適當(dāng)溫度系數(shù)的自動(dòng)補(bǔ)償片，并從外部對它加以適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償。
非線性誤差是傳感器特性中zui重要的點(diǎn)。產(chǎn)生非線性誤差的原因很多，般來說主要是由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定，通過線性補(bǔ)償，也可得到改善。 滯后和蠕變是關(guān)于應(yīng)變片及粘合劑的誤差。由于粘合劑為高分子材料，其特性隨溫度變化較大，所以稱重傳感器必須在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)使用。 在露天下使用傳感器，還應(yīng)考慮陽光直射產(chǎn)生的溫度影響和風(fēng)壓的影響。
壓力傳感器在測量機(jī)械設(shè)備的轉(zhuǎn)速時(shí)，被測量機(jī)械的金屬齒輪、齒條等運(yùn)動(dòng)部件會(huì)經(jīng)過傳感器的前端，引起磁場的相應(yīng)變化，當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件穿過霍爾元件產(chǎn)生磁力線較為分散的區(qū)域時(shí)，磁場相對較弱，而穿過產(chǎn)生磁力線較為幾種的區(qū)域時(shí)，磁場就相對較強(qiáng)。霍爾轉(zhuǎn)速壓力傳感器就是通過磁力線密度的變化，在磁力線穿過傳感器上的感應(yīng)元件時(shí)，產(chǎn)生霍爾電勢。霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的霍爾元件在產(chǎn)生霍爾電勢后，會(huì)將其轉(zhuǎn)換為交變電信號(hào)，zui后傳感器的內(nèi)置電路會(huì)將信號(hào)調(diào)整和放大，輸出矩形脈沖信號(hào)。霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的測量方法霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的測量必須配合磁場的變化，因此在霍爾轉(zhuǎn)速傳感器測量非鐵磁材質(zhì)的設(shè)備時(shí)，需要事在旋轉(zhuǎn)物體上安裝專門的磁鐵物質(zhì)，用以改變傳感器周圍的磁場，這樣霍爾轉(zhuǎn)速傳感器才能準(zhǔn)確的捕捉到物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
二、霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的應(yīng)用優(yōu)勢主要有三個(gè)：
1 、壓力轉(zhuǎn)速傳感器的輸出信號(hào)不會(huì)受到轉(zhuǎn)速值的影響。
2 、壓力轉(zhuǎn)速傳感器的頻率相應(yīng)高。
3 、壓力轉(zhuǎn)速傳感器對電磁波的抗干擾能力強(qiáng)，因此霍爾轉(zhuǎn)速傳感器多應(yīng)用在控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速檢測中。
三、壓力傳感器的參數(shù)（ZS-02）
工作電壓：5～24V
 測量范圍：0～20KHz      
感應(yīng)距離：0～2mm
輸出信號(hào)：方波
工作溫度：-40 ～+150℃