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                  全面概述關于選擇電容式壓力變送器時要考慮的8個關鍵因素

                  作者:發表時間:2019-05-24


                        選擇電容式壓力變送器時,需要考慮許多重要參數,包括目標尺寸和形狀,防護方法和帶寬。電容式壓力變送器不僅能夠在清潔環境中運行,而且還能夠在臟污和多塵的工業區域中運行。還提供帶有螺紋主體的模塊化設計電容式壓力變送器,這進一步簡化了這些電容式壓力變送器在工業或過程制造環境中的安裝。下面布萊迪的專家為您全面概述關于選擇電容式壓力變送器時要考慮的8個關鍵因素
                  1、電容式壓力變送器的精度
                        基于傳統方法的電容測量原理用于確定距離,位移和位置測量。作為非接觸式位移測量技術中最可靠和熱穩定的技術之一,電容式壓力變送器能夠實現遠低于1納米(nm)的分辨率。電容式壓力變送器在非接觸式,無磨損的基礎上運行,使其結果具有出色的線性度,重現性和分辨率。雖然在普通工業環境中達到亞微米級精度,但目前只有在不存在污垢,灰塵,油或濕氣的清潔環境中才能進行高精度亞納米測量。電容測量系統也適用于快速移動物體和動態高速過程的檢測,因為這些電容式壓力變送器能夠獲得快速,可靠的運動序列測量。電容式壓力變送器也適用于真空和超高真空應用。
                  2、電容式壓力變送器原理
                        電容式壓力變送器通過測量電容的變化來操作,該電容是用于描述兩個導電物體之間具有空間的導電物體如何響應直接施加到它們的電壓差的術語。當向導體施加電壓時,在它們之間的空間中產生電場,從而導致正電荷和負電荷聚集在每個物體上。因此,電容式壓力變送器通過使用交流電壓來起作用,該交流電壓使得每個物體上存在的電荷連續地反轉它們的位置。這產生了由電容式壓力變送器檢測的交流電流。電容與物體的表面積和它們之間的材料的介電常數成正比,并且也與它們之間的距離成反比。
                        電容位移測量的原理基于理想的板式電容器的操作。電容式壓力變送器和測量對象的距離位移產生總容量的變化。如果恒定頻率和恒定幅度的交流電流過電容式壓力變送器電容器,則電容式壓力變送器上的交流電壓的幅度與到目標或接地電極的距離成正比。檢測并處理測量對象與控制器之間的距離變化,然后是反映控制器通過不同輸出所進行的測量的輸出值。


                        為了確保電容式壓力變送器獲得穩定的測量,需要電容式壓力變送器和目標之間的連續介電常數,因為系統取決于電極之間的距離以及其對測量間隙內的介電變化的反應能力。為了獲得盡可能高的測量精度,例如在納米范圍內的測量精度,環境應該相對清潔和干燥。
                        確保穩定測量的最重要因素包括維持電容式壓力變送器和目標之間的連續介電常數。因此,操作環境必須相對清潔和干燥,否則例如氣隙內存在的任何油或水分可能通過引起輸出信號的漂移和變化而潛在地影響電容式壓力變送器的測量性能。重要的是要注意氣隙中的一些灰塵或污垢是可接受的,因為電容式壓力變送器通常以如此高的分辨率操作,使得一些灰塵顆粒的影響非常低。
                  3、材料類型
                        電容測量系統采用電磁過程,以恒定的靈敏度和線性度測量導電物體。系統評估平板電容器的電抗,其可以與距離成比例地變化。由于不存在由目標的光學特性引起的干擾,因此甚至可以高精度地測量透明或反射表面??梢酝ㄟ^該技術測量金屬,硅,石墨和水的導電測量值。
                  電容式壓力變送器還能夠測量絕緣材料,如塑料,陶瓷,玻璃,油和粘合劑。當用于此目的時,電容式壓力變送器接地用作接地電極并且絕緣材料用作耦合介質。通過使用特殊的電子電路也可以實現絕緣體的幾乎線性的輸出信號。電容式壓力變送器通常用于金屬,但在測量絕緣子之前咨詢電容式壓力變送器供應商很重要。
                  4、積極保護
                        在大多數電容式傳感應用中,電容式壓力變送器是導電物體之一,而目標物體是另一個。為了獲得準確的測量結果,來自傳感區域的電場必須包含在電容式壓力變送器和目標之間的空間內。如果場地能夠擴散到目標上的其他物品或區域,則另一物品的位置變化將被測量為目標位置的變化。因此,主動防護是一種有用的技術,可確保不發生事件。
                        大多數電容式壓力變送器供應商使用保護環原理,但是其他供應商,例如布萊迪,提供了一種保護環原理,該原理與特殊的三軸電纜相結合,這種技術被稱為雙重保護。測量極小的距離可能會導致信號的同樣小的變化,這表明電容式壓力變送器和控制器之間只存在少量電子。如果從電容式壓力變送器到控制器的路徑上只有小的泄漏(寄生)電流,則距離測量不再準確。因此,需要更復雜的三軸電纜來確定精確的測量。


                        所述微小量射頻電纜提供優良的屏蔽特性積極以確保具有低噪音始終如一的高信號質量把守場。布萊迪還開發了其他獨特的電纜,可以使用長達8米的電纜,無需額外的前置放大器,可同時實現電容式壓力變送器,控制器和電纜之間的完全互換。雖然之前的脫氣優化和無氧(CCx)三軸電纜適用于從極低溫度到實驗室和半導體生產設施的不同應用,但這些電纜專門設計用于工業環境,其中長電纜長度特別有利。
                  5、高穩定性
                        由于測量對象的熱感應電導率變化對測量沒有影響,即使溫度波動,電容原理也是可靠的。除溫度穩定性外,長期穩定性還可確保多年的可靠運行,無需更換任何部件或組件。
                  6、校準
                        在測量范圍將根據所執行的測試類型而變化的實驗環境中,用戶需要允許這樣的電容測量系統。在每次使用不同測量范圍之前需要重新校準的系統可能是昂貴且耗時的,因此選擇能夠提供其中可以交換各種電容式壓力變送器而不需要通過電容式壓力變送器重新校準的系統的電容式壓力變送器供應商是重要的。供應商。
                  7、電氣跳動和帶寬
                        在旋轉的鐵質目標中發生電氣跳動,作為系統輸出上每次旋轉的可重復誤差。該跳動可以由沿著例如旋轉軸的圓周的磁導率和導電率的微小變化引起。由于渦流位移電容式壓力變送器主要受電氣跳動的影響,因此電容式壓力變送器完全不受此問題的影響。
                        電容式壓力變送器基于模擬電路,因此與使用測量速率的其他電容式壓力變送器相比,通過使用測量頻率或帶寬起作用。測量確定的這種差異允許這些電容式壓力變送器適合于測量振動,振幅,振蕩和軸的跳動。一些供應商提供的電容式壓力變送器可測量高達20 kHz(-3 dB)的帶寬,這使得這些電容式壓力變送器非常適合在旋轉軸上進行高速測量。
                  8、目標尺寸和形狀
                        目標尺寸是選擇將用于特定應用的電容式壓力變送器所需的關鍵考慮因素。電容式壓力變送器離目標越遠,最小目標尺寸越大。如果目標區域太小,由于電場比工廠校準期間進一步延伸,電場將傾向于環繞目標的側面,隨后將進一步測量目標。通常,電容式壓力變送器將需要與測量電極的尺寸1:1的目標尺寸比??梢詼y量更小或更窄的目標,但重要的是要注意某些目標需要供應商的特殊調整。
                        由于大多數電容式壓力變送器都是針對平坦目標進行校準,因此測量目標的形狀對于確定準確結果也至關重要。因此,具有曲面的目標很可能導致錯誤。由于電容式壓力變送器將測量到目標的平均距離,因此零伏的間隙將與電容式壓力變送器校準時的間隙不同。與平坦表面相比,電場在曲面上表現不同,因此如果必須測量彎曲或非平坦表面,則供應商可以將測量系統校準到最終目標形狀。但是,建議事先咨詢電容式壓力變送器供應商,因為需要進行一些定制。

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