外文翻譯--壓力傳感器 中文版

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1 附錄 1 外國文獻(xiàn)翻譯： 液壓氣動 從海 上到 航空航天 的 應(yīng)用，液壓系統(tǒng)可在實驗室或條件惡劣 情況下 ,比如 溫度 的極端變化 ，沖擊，振動，電磁干擾（ 射頻干擾（ 脈動。電子控制 作為 一個新的控制系統(tǒng)出現(xiàn) 于 20 世紀(jì) 70 年代初， 電動水力學(xué)開始 進(jìn)入了工業(yè)化國家。這些早期的控制系統(tǒng)開始了工業(yè) 的 自動化革命 。 隨著時間的推移，更好的傳感技術(shù)和低成本的微處理器和控制器 的 供應(yīng)加速液壓控制 的 增長。今天，壓力測量 通過 整體性能，安全手段和反饋 方式 在確定液壓系統(tǒng)健康的 起了重要作用 。根據(jù)不同的應(yīng)用，最先進(jìn)的液壓系統(tǒng)工作 于 1000至 10,000 磅 /平方英寸 的，但也有一些可能會高達(dá) 60,000 磅 /平方英寸 的。 壓力測量一個簡單的開關(guān)壓力 轉(zhuǎn)換 或一個電子壓力傳感器 就 可以完成， 這種電子壓力傳感器 提供了一個線性電子輸出信號。由于其靈活性和 其它方面的優(yōu)良性能， 電子壓力傳感器 正在逐步取代 換壓力開關(guān)，但是， 在 液壓應(yīng)用的性能和可靠性 方面 還有一些必須解決的課題。壓力傳感技術(shù)，傳感器封裝，液壓系統(tǒng)暫態(tài)保護(hù)和 護(hù)， 這些方面的應(yīng)用都 必須仔細(xì)考慮 。 圖 1。一個典型的電容傳感器包含一個固定和移動盤。 2 壓力傳感技術(shù) 傳感壓力的兩個 主要技術(shù)是電容和壓阻。電容技術(shù)采用一兩個板塊之間的電容變化的差距 的 手段，固定一個 和 移動其他 的 ，如圖 1 所示。該電容通常是連接到一個復(fù)雜的電子電路， 可以轉(zhuǎn)換 如 1 或 4安輸出的電容信號。因為電容變化在 1 微法拉 到 1 法拉 級，電子電路 安裝的位置很接近 感應(yīng)板，以減少雜散電容。 由于這種 媒體和電容之間的距離 很短，能夠 限制了傳感器的工作溫度。 如果是金屬或摻雜半導(dǎo)體拉伸或壓縮，因為尺寸變化（長度和橫截面積的電阻變化）和電阻率變化（這后者的屬性稱為壓阻） 它的抵抗力會改變 。 應(yīng)變傳感器技術(shù)是用來測量 當(dāng)長度由 和阻力從 的變化。應(yīng)變計的敏感性因素，可以計算 G： 變化（Δ R 注冊商標(biāo)）（Δ L 長） 金屬應(yīng)變計，典型的應(yīng)變系數(shù)為 2。這些應(yīng)變電測設(shè)備，因為其不同的大小通常稱為應(yīng)變計。 圖 2 顯示了一個保稅箔應(yīng)變計的輪廓。保稅箔應(yīng)變計是由鎳鉻或鎳康斯坦丁物質(zhì)通常具有絕緣聚酯薄膜作后盾。這 種可以 粘一個金屬或陶瓷基片。薄膜測量儀 通過濺射金屬而焊接在 金屬絕緣基片上， 所以 不需要任何粘合膠。在 20 世紀(jì) 60 年代初，開發(fā)半導(dǎo)體測量儀提供更高的量 規(guī) 因素 （ 55，具有更小的封裝尺寸。半導(dǎo)體壓力表制作方法有 兩種：散裝硅或鍺材料， 現(xiàn)有的 任一P 型如硼或 N 型材料如磷， 能 摻雜使用 以 提供電力和熱性能 ;使用磷，離子植入 成一個 。這些應(yīng)變計通常是連接在一個惠斯通電橋配置如圖 3（ 4 活性 武器是為最高賠償所示）提供有限的溫度補(bǔ)償。 對 于金屬或薄膜應(yīng)變計 ， 1100 顯微 應(yīng)變才 輸出信號 3，而半導(dǎo)體計 300 微 變 將提供高達(dá)50。 壓力傳感器 包裝 最初的壓力傳感 包裝是 基于 傳感技術(shù)的應(yīng)用程序 和 經(jīng)營條件。作為這次討論的一部分 ， 信號調(diào)理電 路 和電氣接口可被視為次要問題。讓我們回顧其中一些包裝的 優(yōu)點和問題。 大 多數(shù)低成本的陶瓷電容傳感元件采用了陶瓷膜與氧化鋁 96 個，機(jī)械壓力，扣環(huán)， 外殼和 O 型環(huán)。通常陶瓷膜片由 O 形圈 連接 。一個 O 形圈是用于與對面 3 扣環(huán) 連接 的陶瓷膜片受到壓力時應(yīng)用。在這個設(shè)計中，媒 介用來連接 陶瓷隔膜，小學(xué)的 O 型環(huán) 接觸 和 壓力材料。對于低壓應(yīng)用中，往往是陶瓷膜片大而薄。這就在高沖擊和振動條件下 可能導(dǎo)致 失敗。 陶瓷傳感器用于工業(yè)和越野高達(dá) 1500 磅 /平方英寸的應(yīng)用，然而，耐壓（也稱為壓力超負(fù)荷）被限制到 額定壓力。如今，這項技術(shù)已高于 1500 磅 /平方英寸的用途有限，因為與更好的性能和壽命的低成本應(yīng)變片 技術(shù)的可用性。在循環(huán)的環(huán)境中，證明壓力等級必須減少到相同的操作壓力范圍，以避免對 于這種設(shè)計沒有納入一個密封蓋章，這些傳感器不適合操作氨，氫，石油和天然氣生產(chǎn)，液壓系統(tǒng)，氧氣服務(wù)，以及許多其他關(guān)鍵輕度到苛刻的應(yīng)用程序。 O 形圈可在指定的材料范圍 受到 特定媒 介 的攻擊，可能會導(dǎo)致在某些惡劣環(huán)境的系統(tǒng)故障。傳感器制造商通常提供的 O 型圈材料，如丁腈橡膠，氟橡膠清單，三元乙丙橡膠，可以由客戶指定。 由于金屬箔應(yīng)變計往往會相當(dāng)多，他們通常把一前束或膜片焊接壓力端口。薄膜傳感器體積更小，但他們還需要焊接壓力端 口。 在這兩種情況下，焊接需要足夠深，使他們不 超 過載情況下 500 磅 /平方英寸 以上的操作。 在高循環(huán)和壓力條件 下 ，的壓力傳感器的壓力脈動可以 在 相差 50％范圍內(nèi)變動 ，傳感器包裝設(shè)計必須包括一個機(jī)制，確保焊縫壓縮條件下，以避免傳感器故障。因為這兩個金屬箔和薄膜技術(shù)，在高工作壓力（通常為 1000 微觀）低產(chǎn)出，膜片材料必須是經(jīng)過精心挑選，以便有足夠的空間用于超壓傳感器的性能而不犧牲的轉(zhuǎn)變。普通隔膜在金屬箔和薄膜傳感器使用的材料往往是 1517790,000磅 /平方英寸 和低熱膨脹系數(shù)。壓力端口必須是相同的隔膜材料，以避免任何溫度條件下焊接分離。 傳感器采用半導(dǎo)體應(yīng)變計技術(shù)可分為兩類，一類充油傳感器采用薄的隔離膜片和離子注入技術(shù)和新興的保稅體硅克里斯塔爾擴(kuò)散焊工藝。充油壓阻式傳感器主要采用與硅芯片植入離子小應(yīng)變計，孤立于真實世界的一個薄金屬膜（寸典型厚度的手段， 這 取決于壓力范圍）。 隨著批量半導(dǎo)體應(yīng)變計技術(shù)，應(yīng)變計是直接安裝到一個加工傳感元件，其中光圈和壓力端口是在同一進(jìn)程中加工 的 。這消除了與焊接有關(guān)的問題，油填充 了空腔以及內(nèi)部 O 形圈。一 個直接的擴(kuò)散過程中使用的無機(jī)半導(dǎo)體測量儀器，以使被放置在一個金屬膜片準(zhǔn)確高效，準(zhǔn)確地對是不會受到媒體的隔膜一側(cè)。該密封設(shè)計與液壓泵和馬達(dá)相關(guān)的高循環(huán)環(huán)境優(yōu)良。高應(yīng)變系數(shù)，以及低操作壓力，使膈肌要厚。這提供了 強(qiáng)有力 的證明。 4 圖 2。查看一個典型的保稅箔應(yīng)變計。 圖 3。半導(dǎo)體測量儀使用惠斯通電橋電路。 壓 力 尖峰和瞬態(tài)保護(hù)迅速開放和閥和液壓系統(tǒng)電磁閥關(guān)閉往往產(chǎn)生快速 、 高頻尖峰和瞬態(tài)壓力可能從幾微秒 到 最后 的 幾百毫秒。這些快速移動瞬變幅度可高達(dá) 20 倍的一個系統(tǒng)的額定壓力， 而且 會 破壞電子壓力傳感器，除非它們是受保護(hù)的使用緩沖器和節(jié)流 器 。 這些保護(hù)裝置可以安裝在傳感器作為一個不可分割的組成部分或作為一個獨立的設(shè)備。這些設(shè)備，同時保護(hù)損壞移動瞬變快速傳感器，可以挫傷傳感器（取決于設(shè)計反應(yīng)時間）。圖 4 顯示詳細(xì)積分和外部壓力穗冷落技術(shù)。對于系統(tǒng)優(yōu)化，如響應(yīng)時間，長度 L 和直徑必須仔細(xì)挑選。在理想的條件下，緩沖器必須能夠 緩慢對 100間的所有信號的施加壓力，以保持快速吞吐量，但仍然 依靠 傳感技術(shù)和包裝類型而定。 電磁干擾 /射頻干擾在移動式液壓應(yīng)用的保護(hù)，在快速電瞬態(tài)電污染，靜電 5 放電（ 電磁干擾 /射頻干擾，必須對系統(tǒng)的控制 保持穩(wěn)定 。這種干擾的例子包括通信設(shè)備，開關(guān)電源，焊接設(shè)備，電動馬達(dá)。該傳感器包不能產(chǎn)生或受到從 100千赫信號至 2千兆赫 的 不必要的外部電力的影響。它也必須能夠抵御輻射，并進(jìn)行了敏感性，并在其發(fā)布的 規(guī)格嚴(yán)格 運作，如移動式起重機(jī)，剪式千斤頂，叉車和許多其他關(guān)鍵應(yīng)用。典型的保護(hù)使用中可以看到圖 5。 圖 4。緩沖器可以使用內(nèi)部或外部的技術(shù)，以減少壓力尖峰 圖 5。典型的 司，公共服務(wù)電子化，并在壓力傳感器，電快速瞬變保護(hù)計劃。 壓力峰值壓力峰值危險微秒到 毫秒的壓力，可以達(dá)到 15 倍，正常的系統(tǒng)操作壓力掃射。例如，如果一個閥門突然轉(zhuǎn)向以阻止流動，產(chǎn)生的沖擊波可以在系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生。同樣，如果是移動的液壓系統(tǒng)負(fù)載和負(fù)載突然停止，系統(tǒng)可能會作出反應(yīng)， 系統(tǒng) 的壓力 可能短時間 激增。 電子控制系統(tǒng) - 例如與微差掃描時間 - 沒有足夠快，檢測時間短穗的 等。通常，第一個跡象是生成一個系統(tǒng)壓力尖峰 ， 是在一個壓力傳感器的零輸出的積極轉(zhuǎn)變。電子控制系統(tǒng)中的傳感器通常表明輸出作為轉(zhuǎn)移的需求壓力范圍外的條件，這可能導(dǎo)致系統(tǒng)控制器關(guān)閉。 壓力傳感器組件最容易受到壓力尖峰的損害。傳感器 的 反應(yīng) 很快 ，能作出反應(yīng)的峰值有跡象顯示壓力 已經(jīng)過度 。這是不是因為換能器是小于機(jī)械衡量它取代耐用。其實，一個傳感器服務(wù)，旨在為嚴(yán)重的應(yīng)該已被指定。斯派克斯也破壞 產(chǎn)生 他們的機(jī)器。不穩(wěn)定流動的液體一般在系統(tǒng)產(chǎn)生不穩(wěn)定的尖峰流量，降低效率，加快閥門和密封件的磨損。 (請注意，不構(gòu)成壓力峰值在氣動系統(tǒng)的嚴(yán)重問題，因為空氣是可壓縮 的 ，這往往會挫傷休克。循環(huán)壓力驟增，由壓縮機(jī)脈動造成的，構(gòu)成一個更大的潛在問題，因為壓力驟增 - 而不是 劇增 – 是 經(jīng)常反復(fù)發(fā)生。） 壓力峰值 通常 可以通過 一個 換能器 來 檢測，例如， 5 倍的正常工作壓 力范圍示波器。一旦確定存在于一個系統(tǒng) 尖峰脈沖 ， 這些應(yīng)用中的任何一個都 可以用來防止損害他們的傳感器。具有更高壓力等級傳感器都可以使用。但是，這樣做犧牲在正常范圍的準(zhǔn)確性，因為一個擁有更廣泛的工作范圍傳感器 它的解決方案會更難 。 作為替代方案，一個緩沖可以用來 限制峰值脈沖 。是一個緩沖的傳感器之間和 峰值脈沖 源管道安裝一孔。這種做法的潛在缺點是，它減緩了測量反應(yīng)。如果測量途徑和反應(yīng)都能被控制 ， 則對 可以 耐受峰值脈沖 傳感器應(yīng)作出具體規(guī)定。顯然，這些傳感器 成本更高 . 7