壓力傳感器選擇量程的方法

選擇壓力傳感器的量程需要綜合考慮多個因素，以確保測量的準確性、安全性和經濟性。以下是關鍵步驟和注意事項：

1. 確定壓力類型

• 表壓（Gauge Pressure）：相對于大氣壓的壓力（如容器壓力）。

• 絕壓（Absolute Pressure）：相對于真空的壓力（如真空系統）。

• 差壓（Differential Pressure）：兩個測量點之間的壓力差（如過濾器壓降）。

• 密封壓（Sealed Pressure）：相對于固定參考壓力的測量（如深海壓力）。

2. 明確最大工作壓力

• 實際最大壓力：測量系統可能出現的最大壓力值（可通過歷史數據或理論計算獲得）。

• 安全余量：通常建議量程為最大壓力的 1.5~2倍。例如：

• 若最大壓力為10bar，選擇15~20bar量程。

• 若存在脈沖或沖擊壓力（如水錘效應），需進一步增大余量或選擇抗過載能力更強的傳感器。

3. 精度與分辨率的平衡

• 精度公式：誤差 = 量程 × 精度等級（如0.5%FS）。

• 量程越大，相同精度等級下的絕對誤差越大。

• 示例：若最大壓力為10bar：

• 選20bar量程（0.5%精度）→ 誤差±0.1bar。

• 選15bar量程（0.5%精度）→ 誤差±0.075bar。

• 分辨率：量程過大會降低對小壓力變化的敏感度。

4. 過載與破壞壓力

• 過載能力：部分傳感器可承受短期超量程壓力（如150%量程持續1分鐘）。

• 破壞壓力：傳感器損壞的極限值，需確保系統壓力峰值不超過此值。

5. 介質特性與環境因素

• 腐蝕性介質：選擇耐腐蝕材料（如316L不銹鋼、哈氏合金、陶瓷）。

• 高溫/低溫介質：確認傳感器的工作溫度范圍，必要時選用隔離膜片或冷卻裝置。

• 振動與沖擊：選擇抗振動設計的傳感器（如充油隔離結構）。

6. 輸出信號與電源

• 信號類型：匹配系統接口（如4-20mA、0-10V、數字信號RS485/I2C）。

• 電源電壓：工業常用24VDC，低功耗場景可選5VDC或3.3VDC。

7. 機械接口與安裝

• 螺紋規格：如G1/4、NPT1/2、M20×1.5，需與現有管道或設備匹配。

• 安裝方向：某些傳感器對安裝角度敏感（如擴散硅原理）。

8. 認證與防護等級

• 防爆認證：Ex d/IIC T6（危險環境如化工、石油）。

• 防護等級：IP65（防塵防水）、IP68（潛水級）。

9. 成本與壽命

• 性價比：在滿足性能的前提下選擇經濟型號。

• 長期穩定性：工業應用需關注傳感器的漂移率和壽命。

示例場景

1. 液壓系統：最大壓力50bar，偶有60bar沖擊。

• 量程選擇：60×1.5=90bar → 選100bar量程，精度0.5%，過載能力150%。

• 介質兼容：液壓油兼容的不銹鋼膜片。

• 輸出：4-20mA（抗干擾強）。

2. 空調風管差壓監測：正常壓差0~500Pa，最大1000Pa。

• 量程選擇：1000×2=2000Pa → 選2kPa量程，精度1%FS。

• 接口：軟管連接，低功耗數字輸出。

總結步驟

1. 確定壓力類型和最大壓力（含安全余量）。

2. 根據精度需求縮小量程范圍。

3. 匹配介質、溫度、機械接口和信號輸出。

4. 驗證過載能力和認證要求。

5. 綜合成本選擇合適的型號。

通過系統分析以上因素，可避免量程不足導致的損壞或量程過大導致的精度損失。