差壓傳感器通常被用于試驗(yàn)臺(tái)、風(fēng)洞、泄漏檢測(cè)系統(tǒng)和其他應(yīng)用中。本文主要說明了在選擇用于差壓、關(guān)鍵壓力應(yīng)用的傳感器時(shí)，需要注意的6個(gè)特性和考慮事項(xiàng)。
一、方向效應(yīng)
不正確的安裝、振動(dòng)、甚至系統(tǒng)維護(hù)都會(huì)導(dǎo)致差壓傳感器的方位變化，這被稱為方向效應(yīng)。一直以來，方向效應(yīng)對(duì)于其他類型的傳感技術(shù)都是個(gè)問題。即使是正確安裝的傳感器也會(huì)有邊緣重力效應(yīng)，因?yàn)閭鞲衅餍D(zhuǎn)180度會(huì)從正重力變?yōu)樨?fù)重力，從而造成2G的受力變化。這種情況下，傳感器無法將重力對(duì)其施加的力與通過壓力端口施加的力區(qū)分開來。因此，傳感器會(huì)將重力加權(quán)影響與端口壓力相結(jié)合，并發(fā)送錯(cuò)誤的信號(hào)。對(duì)于填充了硅油或者其他隔離介質(zhì)的傳感器，傳感器旋轉(zhuǎn)時(shí)的方向效應(yīng)會(huì)更加明顯。這些傳感器的隔膜重量及填充液體的重量都會(huì)對(duì)差壓傳感器造成影響。同樣，傳感器無法測(cè)量到真正的壓力，會(huì)發(fā)送帶方位變化影響的錯(cuò)誤值。
二、振動(dòng)
來自附近電機(jī)或者風(fēng)扇的低頻振動(dòng)也會(huì)對(duì)正確定位的傳感器造成影響。例如，充油傳感器中的液體可能會(huì)拾取低頻振動(dòng)，并向隔膜施加一個(gè)慣性負(fù)載，這會(huì)被誤認(rèn)為是過程壓力變化。為了避免這種振動(dòng)效應(yīng)，終用戶需要將傳感器安裝在遠(yuǎn)端的安靜區(qū)域。同樣的，如果參考端口與大氣連通，則它需要連接到一個(gè)沒有振動(dòng)噪聲和風(fēng)的區(qū)域。對(duì)于風(fēng)洞，由于安裝了一個(gè)皮托管，因此兩個(gè)壓力端口都可通過軟管或者半軟管連接到遠(yuǎn)程安裝的傳感器，從而防止空氣擾動(dòng)噪聲或者機(jī)械振動(dòng)被傳導(dǎo)給傳感器。
三、過壓保護(hù)
差壓傳感器過壓保護(hù)和反向壓力保護(hù)一直是泄漏檢測(cè)系統(tǒng)制造商重視的問題。這些系統(tǒng)尋求在差壓和高靜態(tài)壓力應(yīng)用中的小泄漏速率。泄漏檢測(cè)制造商始終希望測(cè)量越來越低的泄漏速率。由于泄漏速率與差壓直接成正比，這些制造商希望能夠測(cè)量越來越小的差壓。為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，需要將靜態(tài)測(cè)試壓力增加到更高。
四、管路壓力影響
除了過壓外，還需要考慮管路壓力的變化，特別是在靜態(tài)管路壓力較高的泄漏檢測(cè)應(yīng)用中。管路壓力是施加到傳感器端口上的壓力。然而，靜態(tài)管路壓力的一些變 化可能會(huì)導(dǎo)致傳感器外形產(chǎn)生輕微的應(yīng)力變形。這些應(yīng)力反過來會(huì)改變傳感器的校準(zhǔn)響應(yīng)，影響傳感器的零點(diǎn)和量程。新一代的傳感器采用的設(shè)計(jì)可顯著降低靜態(tài)壓力對(duì)感測(cè)元件造成的應(yīng)變。尋找具有額定低壓效應(yīng)的傳感器。
五、響應(yīng)時(shí)間
差壓傳感器響應(yīng)時(shí)間是另一個(gè)重要因素，特別是對(duì)于壓力控制和風(fēng)洞應(yīng)用。傳感器的響應(yīng)時(shí)間(傳感器從響應(yīng)一個(gè)施加壓力，到產(chǎn)生輸出信號(hào)的時(shí)間間隔)主要由傳感器感測(cè)元件采用的技術(shù)和電子元件決定。使用電容感測(cè)技術(shù)的隔膜通常響應(yīng)非?？焖?。它們通過傳感電容器兩端的電壓變化來檢測(cè)和測(cè)量壓力，電容器的一個(gè)極板是能夠反映施加壓力輕微變化的膜片。造成的電容變化會(huì)被傳感器的電子元件檢測(cè)到，該電子元件經(jīng)過線性化、熱補(bǔ)償、調(diào)制，會(huì)輸出成比例的高水平信號(hào)。
差壓傳感器對(duì)快速響應(yīng)時(shí)間的需求取決于應(yīng)用。例如，在測(cè)量動(dòng)態(tài)氣流速度變化的風(fēng)洞應(yīng)用中，傳感器的信號(hào)輸出隨著風(fēng)速變化，因此需要快速的響應(yīng)時(shí)間。對(duì)于大多數(shù)試驗(yàn)臺(tái)、泄漏檢測(cè)和風(fēng)洞應(yīng)用，10-80毫米的響應(yīng)時(shí)間通常是可以接受的。對(duì)于響應(yīng)時(shí)間不那么重要的常規(guī)處理和監(jiān)測(cè)應(yīng)用，通常響應(yīng)時(shí)間是若干秒鐘，而不是若干 毫秒。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，理解壓力傳感器的響應(yīng)時(shí)間需求是十分重要的，并不總是越快越好。如果傳感器響應(yīng)速度過快，則有時(shí)快速傳感器會(huì)響應(yīng)短暫的未過濾和不需要的系統(tǒng)噪聲或者湍流壓力波動(dòng)。在這種情況下，過濾輸出信號(hào)可以衰減掉這些不需要的干擾。
