1. 电容式传感器测量液体压力原理图
常采用电容式差压传感器。
差压变送器主要用于测量液体、气体或蒸气的差压、压力、液位和密度,然后将其转换成4—20mA.DC信号输出。
差压变送器包括型(基型),HP型(高静压)和DR型(微差压)三种类型。以上三类变送器与智能放大板组合,可构成智能型差压变送器,它可通过符合HART协议的手操器相互通讯,进行设定和监控
2. 测压力的电容传感器原理
电容传感器主要用来测量力学方面的物理量。
电容传感器,是一种将其他量的变换以电容的变化体现出来的仪器。其主要由上下两电极、绝缘体、衬底构成,在压力作用下,薄膜产生一定的形变,上下级间距离发生变化,导致电容变化,由电容的变化可得到压力的变化。
根据测量目的的不同,改变(设计)电容传感器的结构,可以对多种物理量进行测量。
将电容传感器的电极做成膜片状,来感受空气中声音的振动,可以做成话筒;
将电容传感器的两电极之间的支架做成随压力变形的承重结构,由支架随压力变形导致电极距离(电容)变化,可以测量桥梁的振动或电子秤的测量元件;
将电容传感器的两电极之间的支架采用随温度变形的材料,由支架随温度变形导致电极距离(电容)变化,可以用来测量温度;
将流体的压强引导到膜片状电极表面,时电极(膜片)发生位移,可测量流体压强;
3. 电容式传感器测量液体压力原理图讲解
模拟量在plc系统中有着非常广泛的应用,特别是在过程控制系统中。模拟量是一种连续变化的量,因此,它的使用对象也是各种连续变化的量,比如温度,压力,湿度,流量,转速,电流,电压,扭矩等等等等。
温度表,它测量的温度是连续的,对应温度表上的刻度。比如从40度升到50度,它不是直接跳跃的,而是连续上去的,也就是41,42,43这样连续的变化。那么PLC是如何识别并控制这些变化,它和模拟量又是如何转换的呢?本文将为初学者解惑。
PLC系统中使用的模拟量有两种,一种是模拟电压,一种是模拟电流,模拟电压最常见,用的也最多。
模拟电压 一般是0~10V,并联相等,长距离传输时容易受干扰,一般用在OEM设备中。
模拟电流一般是4~20mA,串联相等,抗干扰能力强,dcs系统中一般都使用模拟电流。
首先,我们先要用传感器测量我们所需要的参数,通过变送器将此参数变换成0~10V 或者4~20mA ,现在很多传感器都是自带变送器的,直接就输出模拟量,建议大家在项目中选用此种类型的传感器
压力开关的选型手册,红色圆圈部分是它的量程 0~250公斤,再看黄色荧光笔部分,此型号的传感器是模拟电流输出,也就是此款传感器将0~250公斤的压力线性转换成了4~20mA的电流,当我们检测到12mA的电流时,就表示压力是125公斤,依此类推。
当我们读取到模拟量之后,就要交给PLC去处理了,由于PLC的实质是电子计算机,而计算机只能识别数字量,因此要进行转换,也就是模拟量到数字量的转换,模拟电子技术中称之为A/D转换,作为PLC的使用者,而A/D转换的是一个线性变化,也就是把0~10V 或者4~20mA 转换成一个数字N,再在PLC中去处理这个转换后的数字。也就是把0~10V 或者4~20mA 转换成了0~N。这个数值N 在不同的PLC中是不一样的。比如在西门子博途中,它是固定的为27648。有的PLC是4000,还有4096,还有32767,这个就要参考PLC 的编程手册了。多数PLC都是可以修改的,建议修改成整数,便于我们计算。
施耐德CODESYS平台的PLC,红色圆圈是默认的设置为-32768到32768,很显然,这样的数字是不便于我们计算的,因此改成
4. 电容式传感器测量液位的工作原理
电容传感器检测水含量的原理是有元件可检测电容值变化,无水状态时,电容值会减小,有水状态时电容值会增大,因此电容式水位传感器只通过感应此变化,进行判断传感器位置是否有液体。
因其原理导致了电容传感器附近是不能有金属物体的,否则会影响到传感器检测,传感器周围20mm处不能有金属物体,接触到金属物体传感器会一直输出低电平,无法正常工作。且其灵敏度会受温湿度影响,对于被测液体的温度,水箱的厚度以及应用环境会有所限制,使用时应将传感器紧贴水箱容壁不留缝隙。
5. 电容式压力传感器的测量电路
1. 温度
温度过高是压力传感器众多问题的常见原因之一,因为压力传感器有许多元件只能在规定温度范围内才能正常工作。在装配期间,若传感器暴露在超出这些温度范围的环境下,则可能会受到负面影响。
例如,若压力传感器安装在靠近产生蒸汽的蒸汽管路上,则动态性能会受到影响。正确而简单的解决方案就是将传感器转移到离蒸汽管路较远的位置。
2.电压尖峰
电压尖峰是指短时存在的电压瞬变现象。虽然这种高能量浪涌电压持续时间仅数毫秒,但仍然会对传感器造成损坏。除非电压尖峰来源非常明显,例如来自闪电,否则极难发现。OEM工程师必须注意整个制造环境及周围的潜在失效风险。与我们进行及时的沟通有助于识别并消除这类问题。
3. 荧光照明
荧光灯在启动时需要高压产生电弧击穿氩气和汞,从而使汞加热成气态。这种启动电压尖峰可能会对压力传感器构成潜在危险。此外,荧光照明产生的磁场还可能会感应电压作用在传感器导线上,使控制系统可能将其误认为是实际的输出信号。因此,不得将传感器置于荧光照明装置下方或附近。
4. EMI/RFI
压力传感器用于将压力转换为电信号,因此容易受到电磁辐射或电气干扰的影响。虽然传感器制造商已经尽力确保传感器免受外部干扰的不良影响,但一些特定的传感器设计应减少或避免EMI/RFI(电磁干扰/射频干扰)影响。
其他要避免的EMI/RFI源包括接触器、电源线、计算机、对讲机、手机以及会产生变化磁场的大型机械。最常见的减少EMI/RFI干扰的方法有屏蔽、滤波和抑制。正确的预防措施,您可以咨询我们。
5. 冲击和振动
冲击和振动会引起多种问题,例如外壳凹陷、断线、电路板破裂、信号错误、间歇性故障和寿命缩短。为避免装配过程中的冲击和振动,OEM厂家首先要在设计师考虑到这一潜在问题,然后采取措施消除之。
最简单的方法就是将传感器安装在离明显的冲击和振动源尽可能远的地方。另一个可行的解决方法是使用振冲隔离器,具体取决于安装方式。
6. 过压
无论是在自己的制造场地还是在最终用户那里,一旦OEM完成了机器组装,就应小心避免过压问题。过压的原因有很多种,包括水锤效应、系统意外受热、稳压器故障等。
如果压力值偶尔达到耐压上限,压力传感器还能够承受并会恢复原来状态。但当压力值达到破裂压力时,这就会导致传感器膜片或外壳破裂,从而引起泄漏。介于耐压上限与破裂压力之间的压力值可能会造成膜片永久变形,从而引起输出漂移。
为避免过压,OEM工程师必须了解系统的动态性能以及传感器的极限。在设计时,他们需要掌握泵、控制阀、平衡阀、止回阀、压力开关、电机、压缩机、储罐等系统部件之间的相互关系。
6. 电感式传感器测量液体压力原理图
电感式传感器是利用线圈自感或互感的改变来实现测量的种装置。其结构简单,无活动电触点,工作寿命长。而且灵敏度和分辨力高,输出信号强。线性度和重复性都比较好,能实现信息的远距离传输、记录、显示和控制。可以测量位移、振动、压力流量、比重等参数。电感式传感器的核心部分是可变的自感或互感,在将被测量转换成线圈自感或互感的变化时,一般要利用磁场作为媒介或利用铁磁体的某些现象。这类传感器的主要特征是具有电感绕组。
一、电感式传感器的基本原理
1、电感式传感器的定义:利用电磁感应原理将被测非电量转换成线圈自感系数或互感系数的变化,再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出,这种装置称为电感式传感器。
2、电感式传感器的组成:由振荡器、开关电路及放大输出电路三大部分组成。
3、电感式传感器的分类:电感式传感器可分为自感式传感器、差动变压式传感器和电涡流传感器三种类型。自感式传感器:自感式传感器是利用自感量随气隙变化而改变的原理制成的,用来测量位移。自感式传感器主要有闭磁路变隙式和开磁路螺线管式,它们又都可以分为单线圈式与差动式两种结构形式。差动变压式传感器:是把被测的非电量变化转换为线圈互感变化的传感器称为互感式传感器。因这种传感器是根据变压器的基木原理制成的,并且其二次绕组都用差动形式连接,所以又叫差动变压器式传感器,简称差动变压器。
7. 用电容式传感器测量液体压力
电容式传感器是利用电容量变化原理来检测一些非电量,把非电量转化成频率、电压、电流等。常用的有电容式压力传感器检测压力;电容式位移传感器测量(零件尺寸、压力、液位等);电容式声压传感器;电容式水分传感器等。电容式传感器一般是将被测量的变化量转换为电容量的变化。