在惡劣環境中選擇重載壓力傳感器的方法

無論是為暖通空調系統的泵壓力提供反饋的液壓測量控制回路的壓力，或是測量冷卻液流動的壓力，重載傳感器均能夠輸出高電平信號。當前，設計工程師面臨著設計更加復雜的控制系統的巨大挑戰。這些系統依賴于比以往的系統提供更多的反饋信號。因此，設計工程師必需考慮滿足高精度、更低總體成本以及便于實施應用等要求的零部件。目前的控制系統多采用壓力開關來控制。這種開關圍繞一個設置點開閉，其輸出結果通常在一天結束時進行審查。這類系統主要用于監控。與上述控制系統相比，使用壓力傳感器的系統能夠及時、精確地測量出壓力尖峰，從而在危險發生或控制系統失效之前發出警告。傳感器與計算機相連能夠測量出實際壓力，從而使用戶可以精確地進行監測和系統控制。壓力數據一般用于動態測量系統性能、監控使用狀態以及保證系統能效。使用傳感器的系統能夠提供更多、更有效的數據點。 
簡而言之，重載壓力傳感器是一種具有外殼、金屬壓力接口以及高電平信號輸出的壓力測量裝置。許多傳感器配有圓形金屬或塑料外殼，外觀呈筒狀，一端是壓力接口，另一端是電纜或連接器。這類重載壓力傳感器常用于極端溫度及電磁干擾環境。工業及交通運輸領域的客戶在控制系統中使用壓力傳感器，可實現對冷卻液或潤滑油等流體的壓力測量和監控。同時，它還能夠及時檢測壓力尖峰反饋，發現系統阻塞等問題，從而即時找到解決方案。 
控制系統正日趨智能與復雜，傳感器技術也必須保持同步發展，以適應應用需求。需要進行信號調理和校準工作的傳感器時代已經一去不復返了。在傳感器設計、實施至應用時，您再也無需為傳感器的功能問題而煞費心思了。鑒于傳感器是非常重要的壓力測量裝置，且市面上的傳感器款型多種多樣、質量參差不齊，您必須慎重選擇。 
可能性方案概覽： 
列出傳感器采購清單之前，查看各種應用方案非常重要。需考慮替代方案都有哪些，以及如何滿足自身設計的要求和規格。正如前所述，在過去幾十年里，主要由于設計復雜性的增加，控制和監測系統發生了巨大變化。這些變化包括手動系統變為基于電子技術的控制系統、多零部件變為高度集成產品、更加關注成本問題。重載應用有多種解決方案，重載環境都有哪些？這里僅列舉一些具體實例，如具有較大溫度范圍的環境（如-40℃至125℃ [-40°F至257°F]），有制冷劑、機油、制動液、液壓油等惡劣介質以及使用壓縮空氣的環境。盡管上述溫度范圍及惡劣環境可能并非最極端環境，但它們代表了大多數的交通運輸及工業環境應用情形。 
重載壓力傳感器可用于以下領域： 
●用于暖通/制冷空調應用，監測系統性能，對壓縮機入口和出口壓力、屋頂冷水機組、制冷間、制冷劑回收系統以及壓縮機油壓進行控制。 
●用于空氣壓縮機，監測壓縮機性能和效率，包括監測壓縮機入口和出口壓力、過濾器壓降、冷卻水入口和出口壓力、以及壓縮機油壓等。 
●用于運輸工具應用，通過監測氣動、輕載液壓、制動壓力、機油壓力、傳動裝置、以及卡車/拖車的氣閘等關鍵系統的壓力、液力、流量及液位來維持重載設備的性能。 
市面上的傳感器款型多種多樣、質量參差不齊，因此必須對備選產品進行仔細研究。具體應從可靠性、校準、零點補償、靈敏度以及總誤差范圍等方面對產品進行分析。
 圖：在暖通/制冷空調應用中，使用重載傳感器對壓縮機入口和出口壓力、屋頂冷水機組、以及其它回收和壓力系統進行控制。選型標準與大部分電子產品一樣，傳感器的選型標準反映了重要的設計挑戰。系統設計要求具有穩定性的傳感器以保證系統在任何時間和地點都能夠正常工作。系統的一致性同樣重要，從包裝箱內取出的一個傳感器必須與箱內其它任一個傳感器能夠互換使用，且產品性能必須與預定性能相同。第三個需考慮的標準是成本，它是一個無處不在的挑戰。由于電子設備智能化程度和精度日益提升，不得不更新解決方案中的老舊部件。其成本不單單取決于單個傳感器，而是取決于產品替代所帶來的整個成本。傳感器替代了哪些產品？替代之前是否要進行預校準或全補償等操作？ 
為工業或交通運輸應用選擇傳感器時，請考慮以下因素： 
1) 可配置性 
使用每種傳感器時，需考慮裝置是標準化還是定制化產品？定制選項包括連接器、壓力接口、參考壓力類型、量程以及輸出形式等。不論是現貨或是配置型產品，所選產品是否容易滿足精確設計要求且能夠迅速供貨？在你設計產品時，能否快速得到樣品從而使產品上市時間不被推遲或受到影響？ 
2) 總誤差范圍： 
總誤差范圍 (TEB)（如下圖）是一種全面、清晰的重要測量參數。它提供了裝置在補償溫度范圍（40℃至125℃[-40°F 至257°F]）內的真實精度，對于衡量產品的一致性以及確保產品的互換性非常關鍵。例如，總誤差范圍為±2%時，不管溫度是多少只要在既定范圍內，也不管壓力是上升或下降，誤差總處于量程的2%以內。 
3) 質量和性能： 
產品符合哪些性能標準？許多情況下，傳感器都是依據一或兩西格瑪公差制造的。但如果產品制造符合六西格瑪標準，其將具有高質量、高性能以及一致性好等優點，從而可被視為性能符合產品技術說明。 
4) 其它考慮因素： 
選擇重載傳感器時，還應考慮以下因素： 
●傳感器必須經過補償、校準、放大，并且必須是成品——無需加配其它資源即可適應應用要求。 
●自定義校準，或結合自定義輸出的自定義校準，應能夠輸出各種規定電壓，在不更改設計的情況下即可滿足設計規范要求。 
●產品符合CE指令，滿足IP防護等級要求，具有長的平均失效時間，符合電磁兼容性要求，即便在惡劣環境中也具有較高的耐用性。 
●寬泛的補償溫度范圍使同一裝置可應用在系統各個部分，應用領域更加廣泛。 
●多種連接器和壓力接口使傳感器能夠滿足各種應用需求。 
●體積小，使傳感器在安置時更加靈活 
●傳感器應滿足ISO 9001等工業標準 
●需考慮傳感器的總體成本，包括集成、配置及實施成本。 
另一個需考慮的主要因素是設計和應用支持。在設計、開發、試驗及生產階段，是否有人能夠為設計工程師解答重要問題？供應商是否具有足夠的全球分支機構、產品和支持來協助客戶的設計直至全球化制造？ 
霍尼韋爾PX2系列重載壓力傳感器是一款可配置性高的新型壓力傳感器，其應用領域包括暖通空調、制冷、工業及運輸應用等。它結合壓阻式檢測和ASIC（專用集成電路）信號調理技術，即使在嚴苛環境下也能提供可靠性能。該傳感器在-40℃至125℃[-40 F至257F]的工作溫度范圍內的總誤差范圍為±2%，并且其零點、靈敏度、溫度影響及非線性進行了完全校準和補償。 
設計工程師通過使用完整的選型清單來選擇重載壓力傳感器，能夠根據真實、可檢驗的數據做出迅速健全的決策。目前的傳感器精度水平已經遠遠超過幾年前的產品，因此設計工程師能夠快速選出不需更改即可使用的產品已顯得尤為重要。