通用电气 369-HI-R-0-0-0-0-E Multilin 数字电机保护和管理继电器 369 Multilin 系列

 

关于 369-HI-R-0-0-0-0-E 的常见问题

 

压力传感器用于工业市场的各种应用。不断的改进使这些传感器能够实现新的应用，而不仅仅是在蒸汽和流体压力检测等传统应用中的使用。 

具有更小尺寸、更集成功能、更好的经济性和更广泛的工作电源电压的新型低功耗传感器技术的出现使创新者能够为物联网 (IoT) 应用部署传感器。此外，这些传感器有助于重新努力创造更具可持续性的产品，这些产品消耗更少的功率并嵌入额外的创新功能。 

在关注应用方面，本文解释了工业应用中检测压力的方法和技术。我们还讨论了微机电传感器 (MEMS)技术，

 

许多现代压力传感器都使用 MEMS，我们将深入探讨其全部功能。我们还回顾了每个主要属性的优点和局限性以及对各种工业用例的适用性。 

 

了解压力传感的压力

压力表示施加在具有给定单位面积的表面上的力。报告压力的常用单位包括“帕斯卡”、“巴”和磅/平方英寸 (“PSI)”。传感器类型或应用程序通常定义要使用的单位。例如，在水位应用中，巴或毫巴通常表示压力值。在汽车轮胎压力应用中，PSI 更为常见。

通过测量气压，压力也可用于测量垂直距离或高度。以海平面高度为参考，标准海平面为 1013.25 mb（毫巴）。从海平面移动到更高或更低的高度会改变气压。这是因为传感器上方的气柱质量取决于传感器的位置。较高的高度具有较低的空气质量头顶，因此较低的压力。

传感器还可以测量液体、气体和固体的压力，以测量深度、调节流量或出于许多其他原因提供反馈。 

 

压力传感器的类型

一般来说，工业应用中常用的压力传感器有三种：表压、绝压和差压。

 

表压 

表压参考大气压或环境压力的测量值，通常为 14.7 PSI 或 1013.25 mb。“正”压力是高于环境的压力，“负”压力是低于环境的压力。表压在长时间测量压力的应用中有用，几乎不需要额外校准。

 

压力 

这种类型的压力是在真空下测量的。完全真空的压力为零 PSI。压力传感器在必须检测低于大气压的压力的应用中非常有用。例如，高度计是一种压力传感器，用于检测海平面以上或以下的高度。 

 

不同的压力 

这种压力类型是测量压力和第二个参考压力之间的差值。参考压力可以是大气压力（表压）或可以高于或低于被测量压力的其他压力。差压传感器在测量流量时特别有用。

 

在工业应用中使用压力传感器

压力传感器在工业应用中有许多用例，并且已经使用了几种已知的方法数十年。然而，趋势是开发更小、更智能、更节能的传感器，以使应用受益。

 

使用 MEMS 压力传感器进行液位检测

当今广泛使用的一种应用是罐中的水位或液位检测。 

图 2 是使用 MEMS 压力传感器的液位测量系统的框图。 

 

This system is common in many applications, including consumer or industrial washing machines, respiratory equipment, coffee makers, and other level-detection systems. 

This MEMS-sensor approach is especially scalable to IoT applications where measurements need to be automated. For example, applications, where the liquid is inaccessible and therefore impossible to measure using a dip-stick or visual float, are well suited to these sensors. 

A MEMS pressure sensor detects water level using a single absolute (barometric) pressure sensor that is connected to a hose or gum tube inserted into the fluid. The MEMS sensor must be located above the fluid to be measured. 

The fluid partially fills the gum tube, replacing air with liquid and forcing the air toward the pressure sensor. The sensor does not need to contact the liquid and measures it from the pressure of air in the tube, which can easily be correlated to the amount of liquid in the container.  The more liquid in the container, the higher the pressure in the tube.

 

Using Absolute Pressure Sensor for Fluid Level Measurement

When a single absolute pressure sensor is used for fluid level measurement, the application software should manage the zero offset. The zero offset sets the zero-pressure reference before filling the container with the liquid.  Subsequent pressure measurements are then referenced to this zero reference.

Some applications may set the zero reference using the microcontroller unit (MCU) and a dedicated software routine. 

Smart sensors with built-in Bluetooth connectivity would typically do this to allow monitoring the sensor wirelessly.  In these systems, remote access is mandatory, and a second pressure sensor may be the reference essentially creating a differential sensor.  Figure 3 shows a second absolute pressure sensor as a zero reference effectively emulating a differential sensor.