桥式称重传感器原理:什么是ICP传感器,ICP传感器管事道理

数百家合作企业,价格优惠,品质卓越,性能优异。

一流的品质、一流的服务、一流的信誉,回报广大客户

桥式称重传感器原理:什么是ICP传感器,ICP传感器管事道理

  国际比较方案??是用于唯一识别内置微电子放大器的印刷电路板压电传感器的术语。(国际比较方案??结果是一个双线系统,易于操作和低阻抗,如图5所示。

  图5:典型的国际比较方案??敏感元件系统

  除了易于使用和操作外,电感耦合等离子体??与传统的电荷输出传感器相比,该传感器还有许多优点,包括:

  1)固定电压灵敏度,与电缆长度或电容无关。

  2.)低输出阻抗(100欧姆)允许信号通过长电缆在恶劣环境中传输,信号质量损失很小。

  3.)双线系统可以容纳标准的低成本同轴电缆或其他com/?tags=69">桥式称重传感器原理双线电缆。

  4.)高质量、电压输出,与标准读数、记录或采集仪器兼容。

  5.)内部传感器自检功能通过监控传感器的输出偏置电压来实现。

  6.)每个通道的成本很低,因为传感器只需要低成本的恒流信号调节器。

  7.)减少系统维护。

  8.读出和数据采集仪器的定向操作,包括多氯联苯的国际比较方案??传感器的电源。

  图6示意性地示出了典型的应时和陶瓷ICP??传感器的电气基础。这些传感器由基本的压电转换机构组成(其输出与力、压力加速度成比例,或者应与传感器类型成比例),并连接到高度可靠的集成电路。

  图6:基本应时和陶瓷电感耦合等离子体??传感器

  国际比较方案??传感器通常使用两种类型的集成电路:电压放大器和电荷放大器。低电容应时传感元件具有非常高的电压输出(根据电压= q/C),通常与金属氧化物半导体场效应晶体管电桥式称重传感器原理压放大器一起使用。具有很高电荷输出的陶瓷传感元件通常耦合到电荷放大器。

  * * *首先解释比较方案??应时传感技术背后的理论。当作用在压电传感元件上的被测物体产生一定量的电荷时,该过程开始,该过程被称为δQ。该电荷被收集在晶体电容器C中,并根据静电定律形成电压:δV =δQ/C。因为应时具有非常低的电容,所以它产生高电压输出,并且适用于电压放大器。放大器的增益决定了传感器的灵敏度。

  δV在电压放大器的输出端瞬时出现,增加到大约+10伏直流偏置电平。偏置电平是恒定的,由放大器本身的电特性产生。(通常,在分析任何数据之前,偏置电平由外部信号调节器去除。这个概念将在后面详细解释。此外,传感器输出端的阻抗水平小于100欧姆。这使得长电缆在恶劣环境下运行变得容易,信号质量损失很小。

  电感耦合等离子体使用陶瓷传感元件??传感器通常以不同的方式工作。等离子陶瓷??传感器不使用晶体产生的电压,而是使用电荷放大器。在这种情况下,陶瓷晶体的高电荷输出是期望的特性。

  传感器的电气特性类似于先前在充电模式系统中描述的那些,其中电压输出简单地是由晶体产生的电荷除以反馈电容器的值。(放大器增益(mV/pC)***最终决定***传感器的最终灵敏度。在这种情况下,许多限制都被取消了。换句话说,所有高阻抗电路都被保护在坚固的密封外壳中。消除了关于污染和低噪声布线的担忧或问题。

  以下提供了集成电路电压和电荷放大器的快速比较:

  请注意,图6中的模式还包括额外的电阻器。在这两种情况下,电阻用于设置电阻-电容电路的放电时间常数。这将在“传感器放电时间常数”一节中进一步解释。

  串联充电和电压放大器一些应用(例如,高温测试)可能需要从传感器移除集成电路。因此,可以提供各种在线电荷放大器和在线电压放大器。运营和国际比较方案??除了将传感器连接到放大器的电缆传输高阻抗信号外,传感器的工作原理相同。必须采取特殊的预防措施,如前面充电和电压模式部分所讨论的措施,以确保数据的可靠性和可重复性桥式称重传感器原理

  国际比较方案??系统电源的典型传感系统包括应时电感耦合等离子体传感器、普通双芯电缆和基本恒流信号调节器,如图7所示。所有ICP??传感器需要恒流电源才能正常工作。双线操作的简单性和原理显而易见。

  图7:典型的传感系统

  信号调节器包括调节良好的18至30伏直流电源(电池或线路供电)、电流调节二极管(或等效恒流电路)和用于去耦(消除偏置电压)信号的电容器。电压表(虚拟机)监控传感器偏置电压(通常为8至14伏直流电),可用于检查传感器操作,并检测开路或短路电缆和连接。

  出于几个原因,使用电流调节二极管代替电阻器。二极管的极高动态电阻产生一个非常接近1的源极跟随器增益,并且与输入电压无关。此外,二极管可以改变,以提供更高的电流来驱动长电缆。如图8所示,恒流二极管用于所有PCB电池供电的信号调节器。(电路中二极管的正确方向对正常工作至关重要。除了特殊型号,标准国际比较方案??传感器需要至少2毫安才能正常工作。

  图8:恒流二极管

  当前技术将这种二极管类型限制为4毫安***大额定值;然而,可以并联多个二极管来实现更高的电流水平。所有由印刷电路板线路供电的信号调节器都使用更高容量(最高20毫安)的恒流电路,而不是二极管,但工作原理是相同的。

  数据信号的去耦发生在信号调节器的输出级。10至30μF电容改变信号电平,从根本上消除传感器偏置电压。结果是无漂移交流工作模式。可选的DC耦合模型通过使用DC电压电平转换器消除偏置电压。

  电感耦合等离子体的激发电压是多少??传感器动态范围对所有标准电感耦合等离子体的影响??传感器和放大器的额定激励电压通常在18至30伏的范围内。这个范围的效果如图9所示。

  图9:典型电压模式系统

  为了解释图表,将假设以下值:

  电压B =传感器偏置电压= 10伏直流电

  S1 =电源电压1 = 24伏直流电

  E1 =激励电压1 = S1-1 = 23伏直流电

  S2 =电源电压2 = 18伏直流电

  电压E2 =激励电压2桥式称重传感器原理 =电压S2 -1 = 17伏直流电

  * * *大传感器放大器范围=+10伏

  请注意,必须保持限流二极管(或等效电路)两端约1伏的电压降,以实现正确的电流调节。这很重要,因为串联的两个12伏直流电池的电源电压为24伏直流,但只有23伏直流的传感器激励电平可用。

  实线代表典型的国际比较方案??传感器内部电子元件的输入,而阴影曲线代表两种不同电源电压的输出信号。

  在负方向,电压摆幅通常受限于2V直流的下限。低于这个水平,输出变成非线性的(图中的非线性部分1)。负方向的输出范围可以通过以下公式计算:

  负范围= V B -2(等式4)

  这表明负电压摆幅仅受传感器偏置电压的影响。在这种情况下,负电压范围为8伏。

  在正方向,电压摆幅受到激励电压的限制。正方向的输出范围可以通过以下公式计算:

  正范围=(V s-1)-桥式称重传感器原理V B = V E-V B(等式5)

  对于18伏直流电源电压,这会产生一个正方向,动态输出范围为7伏。输入电压超过该点只会导致如图所示的削波波形。

  对于24伏直流电源电压,正向的理论输出范围为13伏。然而,国际比较方案??传感器中的微电子技术很少能提供这种水平的准确结果。(本例中假设的* * *大电压摆幅为10伏。)大多数被指定为3、5或10伏。高于规定水平时,放大器是非线性的(图中非线性部分2)。在本例中,24伏直流电源电压将传感器输出范围扩展至+10/-8伏。

  • 本文来源于苏州强顺机电转载请注明出处