德国HYDAC贺德克压力传感器跨界国外办事处

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传感器是自动检测系统中*是组成部分，鉴于此有得天独厚的优点，各种各样的传感器在我们的生活生产中发挥着无可比拟的作用，本文将简略探究压阻式压力传感器在自来水厂水池水位监测中的工作原理，当电子地图水位高于4.7米或低于0.5米时系统将自动报警，高于4.7米进水门将关闭，低于0.5米进水门将打开。
3gp转换器下载3.0：压阻式压力传感器 水池水位 自动监控
整体方案：
压阻式压力传感器及其工作原理
压阻式压力传感器（piezoresistance pressure transducer）利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。单晶硅材料在受到力的作用后，电阻率发生变化，通过测量电路就可得到正比于力变化的电信号输出。压阻式传感器用于压力、拉力、压力差和可以转变为力的变化的其他物理量（如液位、加速度、重量、应变、流量、真空度）的测量和控制。
压阻式压力传感器安装在不锈钢壳体内，并用不锈钢支架固定放置于液体底部。传感器的高压侧p1的进气孔（用柔性不锈钢隔离膜片隔离，用硅油传导压力）与液体相同。安装高度h0处水的超高压手动泵p1=ρh1， 式中的ρ为液体密度，g为中立加速度。传感器的低压侧进气孔通过一根根长的橡胶“背压管”与大气相通，传感器的信号线，321不锈钢性能也通过该“背压管”与外界的仪表接口相连接，被测液位h可由下式得到：
h=h0+h1=h0+p1/(ρg)
投入式传感器这种投入式液位传感器安装方面，mpg转换器于几米至几十米，且混有大量污物，杂质的水或其他液体的液位测量。
压阻式压力传感器工作原理图
压阻式压力传感器工作原理图电阻式传感器是将输入的机械量应变e转为电阻值变化的变化元件。应变传感器的组成框图如下图：
图3应变器结构图
供电及信号处理电路
供电电路
压阻式传感器可以用恒压源供电，也可以用恒流源供电，但恒压源供电与恒流源供电相比压力传感器型号环境温度影响不能消除的问题，如图所示
供电电路
假设四个扩散电阻的起始阻值都相等且为r，当有应力时，两个电阻阻值增加，增量为 r，另两个电阻阻值减少，减少量为 r，由于温度影响，使每小电阻阻值都有 rt的变化量。因此，电桥的输出：
恒压时：v=e r/（r+ rt）
可以看出输出电压v与温度有关且为非线性，所以用恒压源供电时，不能消除温度的影响。
恒流时v=i r
可以看出输出电压v与温度无关，这就消除了温度对传感器输出信号的影响。
所以，可以采用下图的恒流源供电电路，它采用双电源供电以避免共模干扰。电流i。=2.5/r，其稳定取决于基准电压源1403和电阻r的稳定度。
恒流源供电电路处理电路
压阻式传感器的满量程输出信号为70-350mv不等，期输出阻抗很高，这就要求放大电路须有更高的输入阻抗，不从传感器输出端吸收电流，以免破坏传感器的工作状态，这里介绍的放大电路如图所示：
这一电路具有很高的输入阻抗和很高的共模抑制比和开环增益；失调电流，电压，噪声和漂移都很小。图中a1，a2组成*级同相并联差动放大器，这一级的放大输出为v0=v01-v02=1+（r1+r2）/w vi，a1，a2输入端比吸收电流，并且电路结构对称，漂移和失调相互抵消，具有抑制模信号干扰的能力；a3构成第二级差动放大，提高放大倍数，欲有效地抑制共模信号干扰，须使电路中r3=r4=r，r5=r6=rf则放大器总输出为：
v 0 = - (rf/r )v 0 ′
= - (rf/r ) [ 1+ (r 1+ r 2) w]vi
调节电位器w ， 可改变放大器增益， 令r 1= r 2 ， 则v 0 = - (rf/r ) [ 1+ 2r /w]vi
图7水位检测图
单片机：选用89c51
 89c51单片机结构图压力传感器是一种高稳定性压阻式设备。其经过严格的压力与温度条件下的测试。敏感元件是由微机械加工成的高灵敏度硅片，安装在浮动装置中。一个独立的温度传感器集成在硅片面上。
信号处理电子设备由一个pic14000微处理器和能处理5个信号的输入设备组成，pic14000微处理器内装二进制数位a/d转换器。设备以每秒至少100次运行速度进行信号变换。
压力信号补偿采用以多项式近似法为基础的数学模型，在整个使用温度范围进行十分理想的补偿。
16位d/a转换器产生电压（或电流）模拟输出信号，输出信号每10毫秒更新一次。
用户通过rs485接口和过渡电缆，可用简单的编程软件调整变送器零点和增益。
液位压力变送器有两种不同型式。
·paa-36w 绝压，在真空时的零点
此仪表适用于由气压计测量大气压力并根据绝压与环境压力之间的差值来计算液位的场合。
·pr-36w 相对压力，在环境压力时的零点
此仪表装上耐用的pur电缆（内有一根通大气的通气管），它能承受热天、潮湿天由于把它放在冷液中而引起的内部冷凝作用。如果标准管在热、乾的包壳中没有端头连接，建议在标准管端安装一种灌上硅胶的夹头。
压力传感器探头 标准压力范围（fs）和超压，bar
pr-36w 1 3 10 30
paa-36w 1 3 10 30
超压 3 7 20 60
贮存/使用温度范围 －40…80℃
补偿温度范围 0…40℃
精度(0…40℃)(1)(2)(3) 0.1%fs
实际输出频率 100hz
分辨力 ≤0.01%fs
长时间稳定性(典型) 范围≤2bar:1mbar
范围＞2bar;0.1%fs
重要参数结束语：
这次单片机的期末课程设计让我知道了一份正式的课程设计报告应该怎么来写，怎样来收集资料并且将收集到的资料整理成一份完整的设计报告。报告中各版块的字体和格式应该如何处理，需要注意哪些细节。更重要的是让我明白了不仅做报告，做任何事情都要认真，仔细地对待。
压阻式压力传感器设计简单，用材较少，能够大范围的使用，尤其是在检测污池污水水位中发挥很好的作用。
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