壓力傳感器暖通空調(diào)系統(tǒng)壓力及壓差傳感器

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施耐德電氣的壓力傳感裝置組合包括用于濕式和干式兩種介質(zhì)應(yīng)用，一體式EP干壓力傳感器測量靜態(tài)、壓差或速度在管板中的應(yīng)用。

按工作原理分類

電子式壓力傳感器

XMLG 型：采用陶瓷壓力測量單元，無顯示，量程范圍從 - 1bar 到 400bar，提供 4-20mA 或 0-10V 輸出，具有高精度和小型化的特點(diǎn)，適用于對精度要求較高且空間有限的場合，如精密儀器制造、自動(dòng)化生產(chǎn)線等。

工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線：在小型軸承組裝的自動(dòng)化生產(chǎn)線上，壓裝工位配備施耐德壓力傳感器，配合步進(jìn)電機(jī)。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測壓裝力度，利用 PID 閉環(huán)控制調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速，嚴(yán)格控制壓裝過程，將產(chǎn)品次品率從 5% 降到了 0.5%，同時(shí)提高了生產(chǎn)效率。

空壓機(jī)系統(tǒng)：某輪胎廠有 6 臺(tái)空壓機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，存在能耗高、設(shè)備頻繁啟停、維護(hù)成本高以及人工調(diào)節(jié)效率低等問題。改造時(shí)采用施耐德 0-16bar 壓力傳感器，結(jié)合 PLC、變頻器和觸摸屏等設(shè)備，組成三層架構(gòu)控制系統(tǒng)。根據(jù)用氣量自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力，實(shí)現(xiàn)壓力梯度控制、負(fù)載預(yù)測與提前啟停以及變頻與工頻機(jī)組配合運(yùn)行等功能。改造后節(jié)電率達(dá)到 28%，設(shè)備啟停次數(shù)減少 65%，供氣壓力波動(dòng)降低到 ±0.1bar，年節(jié)約運(yùn)行成本約 50 萬元。

高壓開關(guān)柜：施耐德 MVnex 高壓柜內(nèi)置 MEMS 壓力傳感器（精度 ±0.5kPa），實(shí)時(shí)監(jiān)測柜內(nèi)壓力。當(dāng)壓力＞15kPa 時(shí)觸發(fā)聲光報(bào)警，＞20kPa 時(shí)聯(lián)動(dòng)弧光保護(hù)系統(tǒng)切斷故障。通過 CFD 仿真優(yōu)化氣流路徑，在 31.5kA/1s 電弧故障下，壓力釋放時(shí)間≤0.1 秒，排放效率＞90%。在某數(shù)據(jù)中心應(yīng)用中，配置 40kA/4s 短時(shí)耐受電流和 0.1m2 泄壓口的 MVnex 高壓柜，成功抵御 125kA 峰值電流沖擊，壓力釋放時(shí)間 0.08 秒，保障了 10 萬臺(tái)服務(wù)器連續(xù)供電。

壓力傳感器是一種能將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)或其他可測量信號(hào)的裝置，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、航空航天、醫(yī)療設(shè)備、汽車電子等領(lǐng)域。以下從工作原理、分類、應(yīng)用場景、選型要點(diǎn)等方面為你詳細(xì)介紹：

施耐德電氣的壓力傳感器工作原理

壓力傳感器通過敏感元件（如彈性膜片、壓電晶體、電容極板等）感知壓力變化，將機(jī)械壓力轉(zhuǎn)化為電信號(hào)（如電壓、電流、頻率等），再經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路放大、濾波后輸出，最終實(shí)現(xiàn)壓力的測量和監(jiān)控。

主要分類

根據(jù)工作原理和結(jié)構(gòu)，壓力傳感器可分為以下幾類：

1. 應(yīng)變式壓力傳感器

原理：利用電阻應(yīng)變片粘貼在彈性元件上，壓力作用下彈性元件變形，應(yīng)變片電阻值變化，通過電橋電路轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。

施耐德電氣的壓力傳感器特點(diǎn)：

精度高（0.1%~0.5% FS）、穩(wěn)定性好、成本低，適用于靜態(tài)或動(dòng)態(tài)壓力測量。

應(yīng)用：工業(yè)稱重、液壓系統(tǒng)、汽車胎壓監(jiān)測（TPMS）。

2. 壓電式壓力傳感器

原理：基于壓電效應(yīng)，壓電材料（如石英、壓電陶瓷）在壓力作用下產(chǎn)生電荷，通過電荷放大器轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。

特點(diǎn)：高頻響應(yīng)好（適合動(dòng)態(tài)測量）、耐高溫，但不能測量靜態(tài)壓力。

應(yīng)用：發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壓力監(jiān)測、航空航天領(lǐng)域的動(dòng)態(tài)壓力測試。

3. 電容式壓力傳感器

原理：由兩個(gè)平行極板組成電容，壓力作用下極板間距或面積變化，導(dǎo)致電容值改變，通過電路轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

特點(diǎn)：靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)，適合微壓力測量。

應(yīng)用：醫(yī)療設(shè)備（如血壓計(jì)）、氣象監(jiān)測（氣壓測量）、半導(dǎo)體制造中的真空度檢測。

4. 壓阻式壓力傳感器

原理：利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)，壓力作用下材料電阻率變化，通過集成惠斯通電橋輸出電壓信號(hào)。

特點(diǎn)：體積小、集成度高、成本低，但受溫度影響較大（需溫度補(bǔ)償）。

應(yīng)用：消費(fèi)電子（手機(jī)氣壓計(jì)）、汽車進(jìn)氣歧管壓力測量、工業(yè)過程控制。

5. 電磁式壓力傳感器

原理：通過壓力改變磁路的磁阻或電感，如膜片與鐵芯構(gòu)成可變電感，壓力變化時(shí)電感值改變，經(jīng)轉(zhuǎn)換電路輸出信號(hào)。

特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、抗振動(dòng)沖擊能力強(qiáng)，適合惡劣環(huán)境。

應(yīng)用：工程機(jī)械、船舶液壓系統(tǒng)、重型機(jī)械壓力監(jiān)測。

典型應(yīng)用場景

1. 工業(yè)自動(dòng)化

場景：化工管道壓力監(jiān)測、液壓機(jī)壓力控制、空壓機(jī)節(jié)能改造。

案例：

某化工企業(yè)使用壓阻式壓力傳感器監(jiān)測反應(yīng)釜壓力，當(dāng)壓力超過閾值時(shí)聯(lián)動(dòng)安全閥泄壓，避免爆炸風(fēng)險(xiǎn)。

施耐德電氣的 XML 系列壓力傳感器在空壓機(jī)系統(tǒng)中，通過實(shí)時(shí)壓力數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)變頻器頻率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能 20%~30%。

2. 汽車與交通

場景：發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力監(jiān)測、剎車系統(tǒng)壓力檢測、新能源汽車電池包壓力監(jiān)控。

案例：

汽車電子中廣泛使用壓阻式壓力傳感器測量進(jìn)氣歧管壓力，用于發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴射控制。

高鐵制動(dòng)系統(tǒng)采用高精度壓電式壓力傳感器，實(shí)時(shí)反饋制動(dòng)壓力，保障行車安全。