压力传感器零点漂移的解决方法浅析

【摘要】压力变送器在工业现场是重要的检测传送装置，而基于扩散硅的压力传感器由于自身的精度高、灵敏度高、稳定性好、线性度优良、反应迅速、迟滞性小等特性优势，以及价格低廉等市场优势，使其在近30年中得以快速发展，并广泛应用于工业冶金、航空航天等众多领域。目前多数压力变送器的研发者倾向于利用压阻式扩散硅压力传感器作为信号的传送环节。但是由于技术等多方面限制，压阻式压力传感器易受现场温度变化的影响，从而产生零点漂移。而多数的制造厂商不能生产没有零点漂移的传感器，这就需要我们对压力传感器的零点漂移进行研究及温度补偿。

【关键词】压力变送器；扩散硅压力传感器；零点漂移；补偿方法

1 绪论

1.1 变送器发展现状

变送器作为重要的基础自动化仪表被广泛应用于工业现场的传送与检测过程。回顾变送器的发展历程，大致经历了以下几个阶段：（1）起初生产的变送器工作原理是大位移，这一时期的变送器的精确度很低，而且重量较大。（2）进入上世纪50年代产生了基于力平衡的差压变送器，这种变送器比大位移式变送器精确度要高，但是存在易受现场干扰等技术缺点。（3）第三个阶段出现的变送器其特点是采用新型的材料，比之上几代的变送器精确度得到了改善。（4）到了20世纪90年代，随着电子技术的迅猛发展，变送器的技术性能得到极大提高，并向智能化方向发展。

1.2 国内外压力传感器发展现状及发展趋势

相对于国外，我国对压力传感器的发展起步较晚，较之美国、日本、德国等老牌电子产业大国，我国压力传感器不论从性能还是水平，都有一定的差距。从目前各个国家的研究情况及市场需求来看，压力传感器的发展主要集中在以下几个方面：（1）着重研发适用于高温作业的压力传感器：这类传感器以新型半导体材料为膜片的压阻式压力传感器为代表。（2）以微机械加工为特点的压力传感器得以发展：这一类压力传感器有着较高的线性度，通常制作成微型、甚至是超微型传感器并广泛应用于医学领域的器官数据采集中。（3）以热零点漂移为代表的补偿问题受到关注：在传感器的应用过程中，一直存在传感器的线性度等受到温度影响而发生漂移的问题。未来的传感器发展的趋势必定是朝着“五化”前进，即小型化、集成化、智能化、系列化、标准化。

2 压力传感器的工作特性及其零点漂移

2.1 压阻式压力传感器的静态特性指标

压力传感器工作原理

压力传感器是工业实践、仪器仪表控制中最为常用的一种传感器，并广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业，下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用。力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。下面我们主要介绍这类传感器。 1、应变片压力传感器原理与应用：在了解压阻式力传感器时，我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D转换和CPU）显示或执行机构。 1．1、金属电阻应变片的内部结构：它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。根据不同的用途，电阻应变片的阻值可以由设计者设计，但电阻的取值范围应注意：阻值太小，所需的驱动电流太大，同时应变片的发热致使本身的温度过高，不同的环境中使用，使应变片的阻值变化太大，输出零点漂移明显，调零电路过于复杂。而电阻太大，阻抗太高，抗外界的电磁干扰能力较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。 1．2、电阻应变片的工作原理：金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示：式中：ρ——金属导体的电阻率（Ω·cm2/m） S——导体的截面积（cm2） L——导体的长度（m）

保证气体分析仪检测准确度,抑制零点漂移是关键

保证气体分析仪检测准确度，抑制零点漂移是关键这是电子方面的术语，指当放大电路输入信号为零（即没有交流电输入）时，由于受温度变化，电源电压不稳等因素的影响，使静态工作点发生变化，并被逐级放大和传输，导致电路输出端电压偏离原固定值而上下漂动的现象。这种现象就叫零点漂移（或称温漂）。产生零点漂移的原因产生零点漂移的原因很多，如电源电压不稳、元器件参数变化、环境温度变化等。其中最主要的因素是温度的变化，因为晶体管是温度的敏感器件，当温度变化时，其参数UBE、β、ICBO都将发生变化，最终导致放大电路静态工作点产生偏移。此外，在诸因素中，最难控制的也是温度的变化。零点漂移对气体分析仪检测的影响在直接耦合放大电路中，任何参数的变化，如电源电压波动、元件老化、半导体元件参数随温度变化而产生的变化，都将产生输出电压的漂移。由于前后级直接相连，前一级的漂移电压会和有用信号一起被送到下一级，而且逐级放大，使放大电路输出信号出现偏差，甚至不能正常工作。气体分析仪的零点在正常环境中应该显示为000，由于气体分析仪的检测结果是通过传感器将环境中存在的被测气体转化成电信号后以浓度数值方式显示出来的，当出现零点漂移时，放大电路输出信号出现偏差，使分析仪显示浓度大于0，从而使气体分析仪的检测结果产生绝对误差。因此，一旦出现漂移，需要对气体分析仪进行校准。

什么叫零点校准？在无外界因素干扰的情况下，将仪器仪表测量界面调整为零，或者说是调到标准状态时的零值。如何进行零点校准？ 1.硬件校准这里的硬件主要指气体分析仪中的电路，在实际电路中常采用补偿和调制两种手段，稳定静态工作点以实现零点校准。补偿及优化参数配置，是指用另外一个元器件来抵消放大电路的漂移，如果参数配合得当，就能把漂移抑制在较低的限度之内。前级的放大器引入的直流对整体的系统影响最大，通过手动调节分压网络的方式对前级放大器引入的直流进行补偿。后级运放则通过软件调节节另一分压网络的方式对后级可控增益放大级引入的直流进行补偿。调制即优化电路设计，是指将直流变化量转换为其它形式的变化量（如正弦波幅度的变化），并通过漂移很小的阻容耦合电路放大，再设法将放大了的信号还原为直流成份的变化。 2.标气校准标准气体属于标准物质，标准物质是高度均匀的，良好稳定和量值准确的测定标准，它们具有复现，保存和传递量值的基本作用，在物理，化学，生物与工程测量领域中用于校准测量仪器和测量过程，评价测量方法的准确度和检测实验室的检测能力，确定材料或产品的特性量值，进行量值仲裁等。气体分析仪在出厂前一般需要先用一个零点标气和几个标准浓度的气体对仪器进行标定，得到标准曲线储存于仪器之中。测定时，仪器将待测气体浓度产生的电信号同标准浓度的电信号进行比较，计算得到准确的气体浓度值。分析仪器在使用过程中，由于受到电压波动、元器件参数及环境温度变化的影响而出现零点漂移，则需要定期采用零点标气对分析仪进行零点校准，以保证气体分析仪测量的准确性。

变送器总结

变送器总结 1、变送器的概述变送器（transmitter）是将非电量信号转换成电信号同时放大以便供远方测量和控制的信号源的转换器.主要有温度变送器、压力变送器、流量变送器、电流变送器、电压变送器等。 2、过程控制系统由检测变送器、调节器、执行器和被控过程组成。 3、二线制（常见的接线形式）对于二线制变送器，同变送器连接的导线只有两根，这两根导线同时传输供电电源和输出信号 4、二线制的优点：由于测量点一般在现场，而显示设备或控制设备一般在控制室，二者的距离较远，使用二线制可以省去导线的成本，另外四线制和三线制因导线内电流不对称必须使用昂贵的屏蔽线，而二线制可以使用便宜的双绞线，因此在现场应用中二线制是首选。 5、差压变送器原理当正负压力(差压)由正、负压导压口加到膜盒两边的隔离膜片上时，通过腔室内硅油液体传递到中心测量膜片上，中心感压膜片产生位移，使可动极板和左右两个极板之间的间距不相对，形成差动电容。差动电容的相对变化值与被测压力成正比，与填充液的介电常数无关，从原理上消除了介电常数的变化给测量带来的误差。 ?公式：c=εs/4kπd 6、量程调整使变送器输出信号的上限值与输入测量信号上限值相对应。量程调整相当于改变变送器的灵敏度，即输入输出特性的斜率。 7、零点迁移使其输出信号的下限值与输入信号的下限值相对应。在x min=0时为零点调整。将变送器的测量起始点由零点迁移到某一正值或负值，称为零点迁移。在x min≠0时为零点迁移。x min＞0正迁移、x min＜0负迁移。 8、变送器安装时注意的事项 A 防止变送器与腐蚀性或过热的被测介质直接接触 B 防止渣滓在引压管内沉积，堵塞 C 对于差压变送器正、负压两侧引压管的长度应尽量相同 D 对于差压变送器正、负压两侧引压管内的液柱压头应保持平衡 E 引压管安装在温度梯度和温度波动最小的地方 9、根据被测介质不同应考虑下面几种情况： 1.测量液体流量时，差压变送器应安装在被测管道的旁边或下面，以便气泡排入管道中 2.测量气体流量时，差压变送器应安装在被测管道的旁边或上面，以便积聚的液体容易流入管道中 3.测量蒸汽流量时，差压变送器应安装在被测管道的下面，以便冷凝水能充满在引压管中。 4.应特别注意，测量蒸汽或其它高温介质时，要防止差压变送器接触介质的温度超过变送器使用的极限温度。

加速度传感器测振动位移

加速度传感器测振动速度与位移方案 1. 测量方法（基本原理）设加速度传感器测量振动所得的加速度为：()a t （单位：m/s 2）对加速度积分一次可得速率： 1 1()()[ ]2N i i i a a v t a t dt t -=+==?∑? (单位：m/s) 对速率信号积分一次可得位移：1 1 ()()[ ]2 N i i i v v s t v t dt t -=+==?∑? (单位：m) 其中： ()a t 为连续时域加速度波形 ()v t 为连续时域速率波形 ()s t 为连续位移波形 i a 为i 时刻的加速度采样值 i v 为i 时刻的速率值 0a =0；0v =0 t ?为两次采样之间的时间差 2. 主要误差分析误差主要存在以下几个方面： 1）零点漂移所带来的积分误差由于加速度传感器的输出存在固定的零点漂移。即当加速度为0g 时传感器输出并不一定为0，而是一个非零输出error A 。传感器的输出值为：()a t +error A 。对error A 二次积分会产生积分累计效应。 2）积分的初始值所带来的积分误差 0a 和0v 的值并不为零，同样会产生积分累计效应。 3）高频噪声信号所带来的误差高频噪声信号会对瞬时位移值测量精度带来影响，但积分值能相互抵销而不会带来累计。 3. 解决办法 1）零点漂移和积分初始值不为零可以加高通滤波器的方法滤除。

2）高频噪声信号的影响并不大，为了达到更高的精度，可以加一个低通滤波器。选择高通滤波器和低通滤波器合理的截至频率，可以得到较理想的结果。（注：高通滤波即去除直流分量；低通滤波即平滑滤波算法）。 4. 仿真研究 4.1 问题的前提背景 1.本课题研究的对象是桥梁振动的加速度()a t ，速度()v t 和位移()s t ，可以认为桥梁的加速度，速度，位移的总和为0。即：0()0a t dt ∞ =? 0()0v t dt ∞ =? ()0s t dt ∞ =? 其离散表达式为：00()N i i a N ===∞∑ 0()N i i v N ===∞∑ 0()N i i s N ===∞∑ 2.加速度传感器测量值存在误差，它主要是在零点漂移和测量噪声两个方面。即测量值()()()measure error a t a t a t =+ 其中：()measure a t 为加速度传感器测量加速度值 ()a t 为桥梁振动的实际加速度值 ()error a t 为传感器测量误差 3.振动速度与振动位移取决于振动加速度与振动频率，可以证明，振动速度与振动加速度成正比，与振动频率成反比；振动位移与振动速度成正比，与振动频率成反比。 4.2 仿真 1.取一组仿真用振动加速度信号：()9.8sin(240)3measure a t t π=??+，如图1所示。其中：()measure a t 代表加速度传感器测量值

压力传感器原理【详解】

压力传感器原理内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 一．压力传感器原理一些常用传感器原理及其应用: 1、应变片压力传感器原理与应用力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。下面我们主要介绍这类传感器。在了解压阻式力传感器时，我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D转换和CPU）显示或执行机构。

金属电阻应变片的内部结构 1、应变片压力传感器原理如图1所示，是电阻应变片的结构示意图，它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。根据不同的用途，电阻应变片的阻值可以由设计者设计，但电阻的取值范围应注意：阻值太小，所需的驱动电流太大，同时应变片的发热致使本身的温度过高，不同的环境中使用，使应变片的阻值变化太大，输出零点漂移明显，调零电路过于复杂。而电阻太大，阻抗太高，抗外界的电磁干扰能力较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。电阻应变片的工作原理金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示：式中：ρ——金属导体的电阻率（Ω?cm2/m） S——导体的截面积（cm2） L——导体的长度（m）我们以金属丝应变电阻为例，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，从上式中可很容易看出，其电阻值即会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长

压力变送器

压力变送器 [2]概念一般意义上往往指压力变送器主要由测压元件传感器、测量电路和过程连接件等组成。它能将接收的气体、液体等压力信号转变成标准的电流信号(4~20mADC)，以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。压力变送器根据测压范围可分成一般压力变送器（0.001MPa～20MP3）和微差压变送器（0～1.5kPa），负压变送器三种压力变送器,压力传感器的主要作用: 把压力信号传到电子设备，进而在计算机显示压力其原理大致是：将水压这种压力的力学信号转变成电流（4-20mA）这样的电子信号压力和电压或电流大小成线性关系，一般是正比关系所以，变送器输出的电压或电流随压力增大而增大由此得出一个压力和电压或电流的关系式压力变送器的被测介质的两种压力通入高、低两压力室，低压室压力采用大气压或真空，作用在δ元件(即敏感元件)的两侧隔离膜片上，通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。压力变送器是由测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。当两侧压力不一致时，致使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通过振荡和解调环节，转换成与压力成正比的信号。 [编辑本段] 简介压力变送器用于测量液体、气体或蒸汽的液位、密度和压力，然后将压力信号转变成4～20mA DC信号输出。压力变送器分电容式压力变送器和扩散硅压力变送器，陶瓷压力变送器，，应变式压力变送器等。 [编辑本段] 1. 性能规格（零基准校验范围，参考条件下，硅油充液，316 L不锈钢隔离膜片。） 1.1. 参考精度

1.1.1. 数字、智能：±0.1%校验量程 1.1. 2. 模拟、线性：±0.2%校验量程 1.2. 稳定性 1.2.1. 数字、智能：6个月，±0.1%URL 1.2.2. 模拟、线性：6个月，±0.2%URL 1.3. 环境温度影响 1.3.1.数字、智能：零点误差：±0.１%URL/56℃ 总体误差：±(0.2%URL+0.18%校验量程）/56℃ 1.3. 2.模拟、线性零点误差：±0.１%URL/56℃ 总体误差：±(0.5%URL+0.5%校验量程）/56℃ 1.4. 振动影响在任意轴向上，200Hz下振动影响为±0.05%URL/g 1.5. 电源影响小于±0.005%输出量程/伏特。 1.6. 负载影响：没有负载影响，除非电源电压有变化。 1.7. 电磁干扰/射频干扰（EMI/RFI影响）由20至1000MHz，场强达至30V/M时，输出漂移小于±0.1%量程。 1.8. 安装位置影响零点漂移至多为±0.25kPa。所有的零点漂移都可修正掉；对量程无影响。 [编辑本段] 2.特点： ★压力变送器具有工作可靠、性能稳定、 ★专用V/I集成电路，外围器件少，可靠性高，维护简单、轻松，体积小、重量轻，安装调试极为方便。 ★铝合金压铸外壳，三端隔离，静电喷塑保护层，坚固耐用。 ★4-20mA DC二线制信号传送，抗干扰能力强，传输距离远。 ★LED、LCD、指针三种指示表头，现场读数十分方便。可用于测量粘稠、结晶和腐蚀性介质。 ★高准确度，高稳定性。除进口原装传感器已用激光修正外，对整机在使用温度范围内的综合性温度漂移、非线性进行精细补偿.

压力传感器的零点漂移原因分析

压力传感器的零点漂移原因分析造成压力传感器的零点漂移的主要有以下几个原因： 1.应变片胶层有气泡或者有杂质 2.应变片本身性能不稳定 3.电路中有虚焊点 4.弹性体的应力释放不完全；此外还和磁场,频率,温度等很多有关系。电漂或一些漂移都会存在，但我们可以通过一些方式缩小其范围或修正。零点热漂移是影响压力传感器性能的重要指标，受到广泛重视。国际上认为零点热漂移仅取决于力敏电阻的不等性及其温度非线性，其实零点热漂移还与力敏电阻的反向漏电有关。在这点上，多晶硅可以吸除衬底中的重金属杂质，从而减小力敏电阻的反向漏电、改善零点热漂移，提高传感器的性能。缩小电漂移和修正电漂移还有哪些方式呢？零点电漂移除了影响压力传感器的测量精度和降低灵敏度之外，还有哪些重要影响呢？利用零点电漂移可以消除压力传感器的热零点漂移，所谓零点漂移，是指当放大器的输入端短路时，在输入端有不规律的、变化缓慢的电压产生的现象。产生零点漂移的主要原因是温度的变化对晶体管参数的影响以及电源电压的波动等，在多数放大器中，前级的零点漂移影响最大，级数越多和放大倍数越大，则零点漂移越严重。漂移的大小主要在于应变材料的选用，材料的结构或是组成决定其稳定性或是热敏性。材料选好后的加工制成也很重要，工艺不同，会生产出不同效果的应变值，关键也在于通过一些老化等调节后，电桥值的稳定或程规律的变化。漂移的调节手段很多，大都根据厂家的条件或生产需求所决定，现在大多数厂家对零点漂移都控制得很好。温度调节可通过内部温度电阻和制热零敏度电阻补偿、老化等。对于采用电路转换的变压器中，电路部份的漂移可用通过选用好的元器件和设计更合适的电路来补偿。一台PLC控制多台变频器实现方案 PLC控制变频器的启动和停止：用PLC的数字量输出点，如果PLC是继电器输出，可以直接接变频器的启动信号端子。如果是电压输出，可以通过继电器转换为无源触点后接启动信号端子。这样控制PLC的输出与否即可启动/停止变频器。 PLC控制变频器的频率：一般有两种方法 1。模拟量控制，可以用模拟量输入和输出模块，根据变频器的具体要求选择0-10V电压或4-20mA电流输出，控制变频器的频率，变频器的频率反馈根据要求可以选择模拟量输入进行采集（也可以不采集，开环控制）。 2。串行总线通信控制，高档的变频器有通信接口，像uss，profibus DP,simolink等，可以通过PLC的通信端口（或通信模块）给定频率值，变频器和PLC间相互通信。

压力传感器原理

目录 1 概述 2 工作原理 1. 2.1 电阻应变片 2. 2.2 陶瓷型 3 选型要点 4 常见故障 5 四个无法避免的误差 6 抗干扰措施 7 八大发展趋势将压力转换为电信号输出的传感器。通常把压力测量仪表中的电测式仪表称为压力传感器。压力传感器一般由弹性敏感元件和位移敏感元件（或应变计）组成。弹性敏感元件的作用是使被测压力作用于某个面积上并转换为位移或应变，然后由位移敏感元件或应变计转换为与压力成一定关系的电信号。有时把这两种元件的功能集于一体。压力传感器广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。力学传感器的种类繁多，但常用的压力传感器有电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器，光纤压力传感器等。应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。压力传感器是使用最为广泛的一种传感器。传统的压力传感器以机械结构型的器件为主，以弹性元件的形变指示压力，但这种结构尺寸大、质量轻，不能提供电学输出。随着半导体技术的发展，半导体压力传感器也应运而生。其特点是体积小、质量轻、准确度高、温度特性好。特别是随着MEMS技术的发展，半导体传感器向着微型化发展，而且其功耗小、可靠性高。压阻式应变压力传感器的主要由电阻应变片按照惠斯通电桥原理组成。电阻应变片

一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变电阻应变片内部结构片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D转换和CPU）显示或执行机构。金属电阻应变片的内部结构如图所示，是电阻应变片的结构示意图，它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。根据不同的用途，电阻应变片的阻值可以由设计者设计，但电阻的取值范围应注意：阻值太小，所需的驱动电流太大，同时应变片的发热致使本身的温度过高，不同的环境中使用，使应变片的阻值变化太大，输出零点漂移明显，调零电路过于复杂。而电阻太大，阻抗太高，抗外界的电磁干扰能力较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。惠斯通原理

压力传感器的零点漂移

压力传感器的零点漂移造成压力传感器的零点漂移的主要有以下几个原因： 1.应变片胶层有气泡或者有杂质 2.应变片本身性能不稳定 3.电路中有虚焊点 4.弹性体的应力释放不完全；此外还和磁场,频率,温度等很多有关系。电漂或一些漂移都会存在，但我们可以通过一些方式缩小其范围或修正。零点热漂移是影响压力传感器性能的重要指标，受到广泛重视。国际上认为零点热漂移仅取决于力敏电阻的不等性及其温度非线性，其实零点热漂移还与力敏电阻的反向漏电有关。在这点上，多晶硅可以吸除衬底中的重金属杂质，从而减小力敏电阻的反向漏电、改善零点热漂移，提高传感器的性能。缩小电漂移和修正电漂移还有哪些方式呢？零点漂移除了影响压力传感器的测量精度和降低灵敏度之外，还有哪些重要影响呢？所谓零点漂移，是指当放大器的输入端短路时，在输入端有不规律的、变化缓慢的电压产生的现象。产生零点漂移的主要原因是温度的变化对晶体管参数的影响以及电源电压的波动等，在多数放大器中，前级的零点漂移影响最大，级数越多和放大倍数越大，则零点漂移越严重。漂移的大小主要在于应变材料的选用，材料的结构或是组成决定其稳定性或是热敏性。材料选好后的加工制成也很重要，工艺不同，会生产出不同效果的应变值，关键也在于通过一些老化等调节后，电桥值的稳定或程规律的变化。漂移的调节手段很多，大都根据厂家的条件或生产需求所决定，现在大多数厂家对零点漂移都控制得很好。温度调节可通过内部温度电阻和制热零敏度电阻补偿、老化等。对于采用电路转换的变压器中，电路部份的漂移可用通过选用好的元器件和设计更合适的电路来补偿。应变材料要选灵敏系数高、温度变化小的材料。

BJT放大电路的零点漂移和差分放大器

BJT 放大电路放大电路的零点漂移和差分放大器的零点漂移和差分放大器（电子科大微固学院 Xie Meng-xian ）在电路应用中，双极型晶体管的温度稳定性系数，主要是用来表征晶体管直流偏置电路所决定的工作点的温度稳定性。而在晶体管的直接耦合放大电路中，还会出现的一种重要的不稳定现象——零点漂移。零点漂移是指当放大器的输入电压为零（输入端短路）时，而在输出端有无规律的、变化缓慢的电压产生的现象，这是晶体管直接耦合放大电路中存在的一个特殊问题。零点漂移不仅与偏置电路有关，而且也与其他许多因素有关。（1）产生零点漂移的原因：引起晶体管出现零点漂移的原因很多，例如：温度的变化对晶体管参数的影响，电源电压的波动，元器件参数变值，环境温度变化等；其中最主要的因素是温度的变化，因为晶体管是温度的敏感器件，它的参数（V BE 、β、I CBO ）都将会随温度而发生变化，最终导致放大电路静态工作点产生偏移。在诸多因素中，不仅温度的影响最大，而且最难控制的也是温度的变化。故有时也把零点漂移简称为温度漂移。如果晶体管的电压放大倍数为K ，输入电压的漂移为?V pi ，则由于温度的变化（?T ）而使得输出电压的漂移?V po 可近似地表示为 ()k T BE po pi B B CBO d V V K V T R C I T I e d T ??=??=???+??+? 式中的?T=T ?T o 是温度的变化，T o 为室温（25℃），T 为任意温度；dV BE /dT 为发射结电压随温度的变化率（一般为?2 mV/℃～?2.5mV/℃）；I CBO 为室温下的集电结反向饱和电流；C 为常数（一般为0.5%/℃～1.0%/℃）；k 为I CBO 的温度系数（Ge 晶体管的k≈0.08/℃，Si 晶体管的k≈0.12/℃）。在多级放大器中，直接耦合式放大电路的各级的工作点是相互影响的，由于各级的放大作用，第一级的微弱变化，会使输出级产生很大的变化；因此，第l 级的零点漂移影响最大，级数越多、放大倍数越大，则零点漂移也越严重。可见，减小零点漂移的关键是改善放大电路第1级的性能。在零点漂移现象严重的情况下，往往会使有效信号被“淹没”，则这时直接耦合放大电路就不能正常工作。因此，必须要采取措施来抑制零点漂移。（2）抑制零点漂移的措施： (a) 选用高质量的硅管。因为硅管的I CBO 要比锗管的小好几个数量级，因此目前高质量的直流放大电路几乎都采用硅管。另外，晶体管的制造工艺也很重要，即使是同一种类型的晶体管，如工艺不够严格，半导体表面不干净，将会使漂移程度增加。所以必须严格挑选合格的半导体器件。 (b) 在电路中引入直流负反馈，稳定静态工作点。 (c) 采用温度补偿的方法，即利用热敏元件来抵消晶体管特性的变化。补偿是指用另外一个元器件的漂移来抵消放大电路的漂移，如果参数配合得当，就能把漂移抑制在较低的限度之内。在分立元件组成的电路中，常用二极管补偿方式来稳定静态工作点。此方法简单实用，但效果不尽理想，适用于对温漂要求不高的电路。 (d) 采用调制手段，调制是指将直流变化量转换为其他形式的变化量(如正弦波幅度的变化)，并通过漂移很小的阻容耦合电路放大，再设法将放大了的信号还原为直流成份的变化。这种方式电路结构复杂、成本高、频率特性差。实现这种方法成本投入较高。 (e) 采用差动放大电路。这是根据温度补偿的方法，利用两个特性都相同的晶体管来进

压力变送器安装质量对测量精度的影响20130513-2

压力变送器安装质量对测量精度的影响压力变送器在安装时，对安装质量是有一定要求的，因为，变送器和引压管线的安装对变送器的测量精度有很大的影响，这是包括淮安德威尔仪表有限公司仪表安装技术人员通过长期安装实践得出的经验总结，就是要求在安装压力变送器时应尽量靠近设备（生产现场）的地点，而且要采用最少的管线达到最佳精度，压力变送器必须安装牢固以防止倾斜，压力变送器本体倾斜可导致压力变送器输出产生零点漂移，虽然它是可以调整的。因此，我们在安装时要保证正确安装，也要保证压力变送器的安装应避免振动，避免冲击，避免温度发生太大的变化从而达到现场要求。压力变送器被安装在法兰一侧时，共面法兰定位时要确保正常排气或排液。对于压力变送器用于气体测量，排液/排气装置连接在底部，压力变送器用于液体测量，排液/排气装置连接在顶部。现场在投产运营的前期，要注意严禁通过压力变送器用于冲洗引压管线。对于蒸汽的压力测量，也应将压力变送器隔离，然后再冲洗管线，在恢复压力变送器测量前将管线再用水充满。压力变送器性能指标：一、首先是输出：二线制的4-20 mA，用户可选择线性或平方根输出。数字过程变量可叠加在4-20 mA 信号上，任何符合HART 协议的主机都可使用。二、电源：需要外部电源。标准变送器(4-20 mA)可在无负载情况下在电压达到10.5 至 55 V dc 时运行。三、最大负载：最大回路电阻取决于外部电源的电压水平，最大回路电阻= 43.5 四、精度：±0.075% 量程：阻尼对于阶式信号输入变化的模拟输出响应，用户可从0 到25.6 秒之间选择一时间常数。五、开启时间在变送器电源接通后不到 2 秒内达到规范性能。六、稳定性：在±50 °F (28 °C) 温度变化范围内5 年内精度达到±0.125% 量程上限，静压达到1000 psi (6.9 MPa)。七、动态性能总体响应时间(Td + Tc) HART 八、输出：100 ms 九、静压极限值 3051CD 型：在0.5 psia 和3626 psig (对选项代码P9：4500 psig)管线静压之间在规定范围内运行。量程0：0.5 psia 和750 psig 量程1：0.5 psia 和2000 psig 十、过压极限值变送器可耐受下列极限值而不会损坏： 3051CD/CG 型量程0：750 psi (51.7 巴) 量程1：2000 psig (137.9 巴) 量程2-5：3626 psig (250 巴) 十一、触发压力极限值：在共面、传统或3051H 型过程法兰上的触发压力是10000 psig (69 MPa)。十二、环境温度：-40 至185 °F(-46 至85 °C)，配有一体化表头：-4 至175 °F(-20 至80 °C)

压力变送器技术指标名词解释

压力变送器关键技术参数一、压力传感器能感受规定的被测量流体压强值，并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。通常由敏感元件和转换元件组成。当输出为规定的标准信号时，则一般称压力变送器。二、压力类型绝对压力：参照压力为真空时所测量的压力值为绝对压，通常简称绝压。表压：参照压力为当地的大气压力时，所测量的压力值为表压。表压力为正时简称压力，表压力为负时称负压力或真空度。负压力的绝对值越大，即绝对压力越小，则真空度越大。差压：传感器或变送器两端都感受到被测压力时，两端压力之差称差压。三、压力传感器的特性参数测量范围：在允许误差限内被测量值的范围称为测量范围。上限值：测量范围的最高值称为测量范围的上限值。下限值：测量范围的最低值称为测量范围的下限值。量程：测量范围的上限值和下限值的代数差就是量程。精度：被测量的测量结果与真值间的一致程度。非线性：重复性：相同测量条件下，对同一被测量进行连续多次测量所得结果之间的一致性。蠕变：当被测量及其所有环境条件保持恒定时，在规定时间内输出量的变化。迟滞：在规定的范围内，当被测量值增加或减少时，输出中出现的最大差值。激励：为使传感器正常工作而施加的外部能量。一般是电压或电流。施加的电压或电流不同，传感器的输出值等参数也不同，所以有的参数，如零点输出，上限值输出、漂移等参数要在规定的激励条件下测量。零点漂移：零点漂移是指在规定的时间间隔及标准条件下，零点输出值的变化。由于周围环境温度变化引起的零点漂移称为热零点漂移。过载：通常是指能够加在传感器或变送器上不致引起性能永久性变化的被测量的最大值。稳定性：传感器或变送器在规定的条件下储存、试验或使用，经历规定的时间后，仍能保持原来特性参数的能力。可靠性：指传感器或变送器在规定的条件下和规定的时间内完成所需功能的能力。

传感器的专业术语大全

传感器的专业术语大全传感器的专业术语大全包括位移传感器，称重传感器，压力传感器，光电传感器，超声波传感器……每一种都有专用术语： 1.测量范围在允许误差限内被测量值的范围。 2.量程测量范围上限值和下限值的代数差。 3.精确度被测量的测量结果与真值间的一致程度。 4.重复性在所有下述条件下，对同一被测的量进行多次连续测量所得结果之间的符合程度：相同测量方法、相同观测者、相同测量仪器、相同地点、相同使用条件、在短时期内的重复。 5.分辨力传感器在规定测量范围圆可能检测出的被测量的最小变化量。 6.阈值能使传感器输出端产生可测变化量的被测量的最小变化量。 7.零位使输出的绝对值为最小的状态，例如平衡状态。 8.激励为使传感器正常工作而施加的外部能量(电压或电流)。 9.最大激励能够施加到传感器上的激励电压或电流的最大值。 10.输入阻抗在输出端短路时，传感器输入的端测得的阻抗。 11.输出有传感器产生的与外加被测量成函数关系的电量。 12.输出阻抗在输入端短路时，传感器输出端测得的阻抗。 13.零点输出所加被测量为零时传感器的输出。 14.滞后在规定的范围内，当被测量值增加和减少时，输出中出现的最大差值。 15.迟后输出信号变化相对于输入信号变化的时间延迟。 16.漂移在一定的时间间隔内，传感器输出中与被测量无关的不需要的变化量。 17.零点漂移在规定的时间间隔及室内条件下零点输出时的变化。 18.灵敏度传感器输出量的增量与相应的输入量增量之比。 19.灵敏度漂移由于灵敏度的变化而引起的校准曲线斜率的变化。

压力变送器压力老化系统的研制

压力变送器压力老化系统的研制【摘要】根据反复压力加载老化工艺的特点，设计了适用于各种量程的压力变送器液压加载系统。【关键词】压力变送器；液压加载系统设计；控制仪表 1、引言压力变送器能够感受压力，在石油、化工、制药、煤矿等领域都有广泛的应用。现场应用中发现，压力变送器在应用一段时间后会有零点漂移现象，而产品在出厂前都经过了温度老化过程，在此过程中通过监控数据可见，压力变送器的零点变化符合产品标准要求，因此排除了现场工作环境温度变化或元器件性能的变化对压力变送器零点漂移所带来的影响，通过对压力传感器加工及其组装工艺过程的研究，得出压力传感器在机械加工中产生的残余应力以及装配过程中形成的应力集中等不稳定因素是造成现场压力变送器零点漂移的主要原因。而通常采用时效处理、反复压力加载和机械振动等老化工艺消除残余内应力和应力集中，尤以反复压力加载老化工艺最为有效。反复压力加载老化工艺就是将新装配的压力变送器在额定压力下，加压—卸压循环数千次，以利于内应力的加速释放，使压力变送器性能趋于稳定。液压加载有调节和控制方便、量程范围广的特点，因此本系统采用液压加载方式。 2、系统组成及功能由图1可见系统由液压泵、变频器、压力试验台及附件、监控仪表、控制仪表、电动调节阀组成，本系统可一次性同时对48台压力变送器进行加载老化。系统上电后，控制仪表控制电动调节阀关闭，并可由控制仪表设定加压后的保持时间、对应老化的压力变送器加载压力及加压—卸压循环次数，仪表运行后启动变频器控制液压泵对系统进行加压，当系统压力上升到设定压力的90%时，控制仪表对变频器进行PID控制，避免过压的产生对压力变送器造成损坏及由于管路中压力损失的保压。当系统管路中的压力保持时间达到和控制仪表上设定的保持时间一致后，控制仪表控制电动调节阀开启，在控制仪表检测到系统管路中压力为零并持续1s后，控制仪表控制电动调节阀关闭，开始下一次的加压—卸压循环，当加压—卸压循环次数达到控制仪表设定的加压—卸压循环次数时，控制仪表控制变频器停止运行及电动调节阀的开启，使系统管路中压力为零，并发出报警提示，提示系统试验结束。每个压力变送器接口都有一个手阀，作用是当某路压力变送器有问题时可以不影响系统的工作而任意拆卸，另外在变送器数量不足时可以关闭支路。 3、控制仪表控制仪表PID的软件实现

电磁流量计零点漂移实例解析

电磁流量计零点漂移实例解析一、前言电磁流量计广泛地用于城市供水、水处理过程中水的测量和计量。然而，这些行业的输水管道往往都埋于地下。这样，电磁流量传感器也多安装在地下，或安装于地下的测量井中。不难想象，长期浸泡在水中，或者由于测量井的封闭，井内温度与外界气温存在差别，造成井内有大量水蒸气的存在。如果使用一般结构的电磁流量传感器，当受到地下水位压力和长期浸泡的作用，结果会将水或水蒸气渗入传感器其中。井内水蒸气也可能由电缆引出套渗入接线端子盒，从而降低励磁线圈对地的绝缘电阻、绝缘强度，造成仪表大的零点偏移，引起测量不可靠，甚至不能测量。对于长期使用于浸泡在水中的流量计传感器，制造厂商采用适当的密封结构形式和严格的制造工艺来保证其密封性。并在使用时，采用严格的防水密封措施来解决传感器接线端子盒对电缆引出线的密封。习惯把用于浸泡在水中的电磁流量计命名为水中型（或称潜水型、设埋型），并按照符合国际电工委员会IEC标准（IEC529-76）和国家标准GB4208-84的有关IP68外壳防护等级进行设计制造。当然，水中型的制造成本要比一般电磁流量计高。制造厂通常制造的电磁流量传感器结构一般仅适于防溅密封结构的形式。这些外壳防护等级为IP65（防溅型）或IP67（浸水型）。尽管制造厂能够考虑到采用上述传感器的密封防范措施，但是往往由于与用户的沟通不够，会有选型不当的事情发生。或者，安装调试人员未能真正理解操作的细节要求，造成传感器内进水、接线端子受潮的问题时有出现。这样，当流量计投入运行后，可能会有一些奇怪的现象发生。查找这些故障原因，往往要花费大量时间和精力，同时也可能影响到生产工艺正常进行。如果我们能够对这类问题有个较深的认识，也就是认识到故障现象的本质，尽而在选型、制造，安装、接线等调试过程中做到认真、细致地按防水性能的技术要求工作，防患于未然；而在维护过程中，依据理论的指导能够迅速、准确地排除故障，这将对电磁流量计的正确使用和维护起到积极作用。二、几个电磁流量计零点漂移的实例 1、河南省某市三水厂是由国外政府贷款建设的中型现代化水厂。其中，进厂地表水计量使用一台DN1200电磁流量计；进厂地下水由数口井汇总后使用一台DN900电磁流量计计量。并联连接的出厂水计量使用两台DN1000电磁流量计。四台电磁流量计都是用进口国外某著名公司的先进产品。流量计传感器安装符合电磁流量计标准要求。装

压力传感器数据采集

题目：压力传感器数据采集

摘要压力传感器是自动控制中使用最多的测量装置之一。在大型的化工项目中,几乎包含了所有压力传感器的应用:差压、绝压、表压、高压、微差压、高温、低温,以及各种材质及特殊加工的远传法兰式压力传感器。近年来压力传感器在市场上大热，在各类消费产品中都可以看到传感器的应用，既丰富了产品的功能又提高了产品的方便性和易用性，成为吸引消费者关注的新亮点。压力传感器具有全密封不锈钢焊接结构、小体积、高灵敏度、零点满度可调节应可用于液压、压铸、中央空调系统、恒压供水、机车制动系统轻工、机械、冶金、石化、环保、空压机等其他自动控制系统。无线技术能在短距离内用发射、接收模块代替有线电缆的连接。本文给出了一种基于无线技术的智能压力传感器数据采集系统,由数据采集发射端和接收端两部分组成。主要介绍了硬件结构设计、软件系统工作流程及测试结果,并且应用多项式标准化拟合的方法对压力值作了热零点漂移补偿,提高了传感器的测量精度及温度稳定性。该系统可以在一些特殊的场所实现信号的采集、处理和发送,解决了复杂的现场连线,并且具有成本低、可靠性好、实用性强等优点。关键词：压力传感器无线技术数据采集

Abstract Pressure sensor is one of the most frequently used measuring devices in automatic control. In large-scale chemical projects, including almost all the pressure sensor application: differential pressure, absolute pressure, gauge pressure, high pressure, differential pressure, high temperature, low temperature, and a variety of materials and special processing transmission flange type pressure sensor. In recent years, pressure sensor in the market hot, in a wide range of consumer products can see sensor application, not only enrich the functions of the product and improve the products of the convenience and ease of use, become to attract consumer attention, a new bright spot. The pressure sensor has the whole sealing stainless steel welded structure, small volume, high sensitivity, zero full adjustable should be used for hydraulic, die-casting, central air-conditioning system, constant pressure water supply, locomotive brake system light industry, machinery, metallurgy, petrochemical, environmental protection, air compressor and other automatic control system. Wireless technology can be used in a short distance to transmit and receive module instead of cable connection. In this paper, a data acquisition system based on wireless technology is presented, which is composed of two parts, the transmitter and receiver. This paper mainly introduces the hardware structure design, software system work flow and test results, and applies the method of polynomial fitting. The thermal zero drift compensation is used to improve the measurement accuracy and temperature stability of the sensor. The system can realize the signal acquisition, processing and transmission in some special places, which can solve the complicated scene connection, and has the advantages of low cost, good reliability and strong practicability. Key words: pressure sensor, wireless technology, data collection