简单的单点开关类似于传统的压力传感器

2024, 01, 24 | 行业新闻

压力开关的核心是传感器，它决定系统的准确性和可靠性。扩散硅压阻传感器广泛用于固态压力开关，具有包含两个真空焊接硅板的均质硅测量单元。上板上的扩散电阻元件连接到完全有源测量电桥。压阻效应导致元件电阻随测量压力成比例变化，不平衡电桥产生指示系统压力的差分输出电压。硅测量元件安装在充满油的室内。电阻元件通过玻璃金属密封件用金线连接到电路板。不锈钢隔膜将传感器与介质隔离并保护传感器。固态压力传感器可以采用模块化结构以满足特定应用（见图 1）。简单的单点开关类似于传统的压力传感器，具有添加可调控制点和继电器或晶体管输出。

更复杂的版本包含一个微处理器，它接受来自放大器的数字化信号，并提供键盘接口和各种选项，包括本地读数、数字或模拟输出以及可调节开关点。传感器可以测量表压、或差压。开孔设计（参见图 2）可测量高达 150 psi 的表压。大气压力的变化对传感器精度没有影响。闭孔传感器可测量 150 psi 压力至 15,000 psig 压力，或真空至 30 英寸汞柱。压差测量需要两个不锈钢隔膜，单个硅传感元件安装在充满硅液的腔室中。除了简单地测量压力并将信号发送到远程控制器之外，开关本身还可以控制许多本地操作。其中包括基于最小、正常、最大和关闭系统压力的序列，以及自动填充、排空、加压和卸载蓄能器。

新一代开关的电子器件也可以定制来处理液位、温度和流量信号。一个多功能压力开关可以容纳多个开关并监控多个压力点，这项任务通常需要多个机械开关。这简化了系统设计，降低了成本，并提高了可靠性。许多固态开关都有内置键盘和显示屏，可以简化设置，尤其是在操作条件和控制参数经常变化时。设定点和死区可以在系统空闲时毫无压力地进行编程，并在系统运行时进行更改。还可以在飞行中进行功能改变，监视增加的压力、监视减少的压力或具有上限和下限的压力窗口。数字读数提供丰富的信息，包括较高/较低的过程条件、趋势、诊断、设定点和死区的快速视图，以及开关是否设置为上升、下降或窗口压力控制。

然而，工业和过程环境中固态开关的一个问题是 EMI 可能会损坏信号数据。因此，选择带有消费电子标志或其他此类标志的传感器、发射器和固态压力开关，表明该开关不受干扰的影响。从压力开关到 PLC 和 DCS 的信号是通常是模拟数据，在不久的将来，此类数据将继续主导商业和工业控制。然而，频繁更改设定点和生成板载诊断的需求不断增长，推动了对数字信号的需求。同样，人们对现场总线的兴趣也在不断增加，尽管缺乏普遍接受的系统阻碍了其广泛使用。考虑到潜在成本节省的规模，毫无疑问它将成为未来的主导控制系统。过程工业可能会像转向 DCS 一样采用现场总线，将其应用于新工厂建设，然后应用于工厂现代化。

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