1分类

      多传感器信息融合技术的基本原理就像人的大脑综合处理信息的过程一样，将各种传感器进行多层次、多空间的信息互补和优化组合处理，最终产生对观测环境的一致性解释。在这个过程中要充分地利用多源数据进行合理支配与使用，而信息融合的最终目标则是基于各传感器获得的分离观测信息，通过对信息多级别、多方面组合导出更多有用信息。这不仅是利用了多个传感器相互协同操作的优势，而且也综合处理了其它信息源的数据来提高整个传感器系统的智能化。

     压力传感器是使用较为广泛的一种传感器。传统的压力传感器以机械结构型的器件为主，以弹性元件的形变指示压力，但这种结构尺寸大、质量重，不能提供电学输出。随着半导体技术的发展，半导体压力传感器也应运而生。其特点是体积小、质量轻、准确度高、温度特性好。特别是随着MEMS技术的发展，半导体传感器向着微型化发展，而且其功耗小、可靠性高。

扩散硅压力变送器

       扩散硅压力变送器是把带隔离的硅压阻式压力敏感元件封装于不锈钢壳体内制作而成。它能将感受到的液体或气体压力转换成标准的电信号对外输出，DATA-52系列扩散硅压力变送器广泛应用于供/排水、热力、石油、化工、冶金等工业过程现场测量和控制。

半导体压电阻型

     半导体压电阻抗扩散压力传感器是在薄片表面形成半导体变形压力，通过外力（压力）使薄片变形而产生压电阻抗效果，从而使阻抗的变化转换成电信号。

静电容量型

      静电容量型压力传感器，是将玻璃的固定极和硅的可动极相对而形成电容，将通过外力（压力）使可动极变形所产生的静电容量的变化转换成电气信号。 （E8Y的动作原理便是静电容量方式，其他机种采用半导体方式）。

2接线方法

      传感器的接线一向是客户采购过程咨询得最多的问题之一，很多客户都不知道传感器如何连线，其实各种传感器的接线方式基本都是一样的，压力传感器一般有两线制、三线制、四线制，有的还有五线制的。

      压力传感器两线制比较简单，一般客户都知道怎么接线，一根线连接电源正极，另一个线也就是信号线经过仪器连接到电源负极，这种是较简单的，压力传感器三线制是在两线制基础上加了一个线，这根线直接连接到电源的负极，较两线制麻烦一点。四线制压力传感器肯定是两个电源输入端，另外两个是信号输出端。四线制的多半是电压输出而不是4~20mA输出，4~20mA的叫压力变送器，多数做成两线制的。压力传感器的信号输出有些是没有经过放大的，满量程输出只有几十毫伏，而有些压力传感器在内部有放大电路，满量程输出为0~2V。至于怎么接到显示仪表，要看仪表的量程是多大，如果有和输出信号相适应的档位，就可以直接测量，否则要加信号调整电路。五线制压力传感器与四线制相差不大，市面上五线制的传感器也比较少。 

螺纹类型

     压力传感器的螺纹有很多种，常见的有NPT、PT、G、M，都是管螺纹。NPT 是 National （American） Pipe Thread 的缩写，属於美国压力传感器标准的 60 度锥管螺纹，用于北美地区.国家标准可查阅 GB/T12716-1991

　　PT 是 Pipe Thread 的缩写，是 55 度密封圆锥管螺纹，属惠氏压力传感器螺纹家族，多用於欧洲及英联邦国家.常用於水及煤气管行业，锥度规定为 1:16。国家标准可查阅 GB/T7306-2000

　　G 是 55 度非螺纹密封管螺纹，属惠氏压力传感器螺纹家族.标记为 G 代表圆柱螺纹。国家标准可查阅 GB/T7307-2001

　　M 是公制普通螺纹，如M20*1.5表示直径为20mm，螺距为1.5，如客户无特殊要求，压力传感器一般为M20*1.5螺纹。

　　另外螺纹中的1/4、1/2、1/8 标记是指螺纹尺寸的直径，单位是英寸。行内人通常用分来称呼螺纹尺寸，一寸等于8分，1/4 寸就是2分，如此类推。G 好像就是管螺纹的统称（Guan），55、60度的划分属于功能性的，俗称管圆。螺纹由一圆柱面加工而成。

　　ZG俗称管锥，即螺纹由一圆锥面加工而成，一般的水管压力接头都是这样的，老国标标注为Rc

　　公制螺纹用螺距来表示，美英制螺纹用每英寸内的螺纹牙数来表示，这是压力传感器螺纹最大的区别，公制螺纹是60度等边牙型，英制螺纹是等腰55度牙型，美制螺纹60度。公制螺纹用公制单位，美英制螺纹用英制单位。

　　管螺纹主要用来进行压力管道的连接，其内外螺纹的配合紧密，压力传感器管螺纹有直管与锥管两种。公称直径是指所连接的压力管道直径，显然螺纹大径比公称直径大。 1/4，1/2，1/8是英制螺纹的公称直径，单位是英寸。

3工作原理

1、压阻式压力传感器

     电阻应变片是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。

2、陶瓷压力传感器

     陶瓷压力传感器基于压阻效应，压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠斯通电桥，由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号，标准的信号根据压力量程的不同标定为2.0/3.0/3.3mV/V等，可以和应变式传感器相兼容。

3、扩散硅压力传感器

      扩散硅压力传感器工作原理也是基于压阻效应，利用压阻效应原理，被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上（不锈钢或陶瓷），使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生变化，利用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。

4、蓝宝石压力传感器

      利用应变电阻式工作原理，采用硅-蓝宝石作为半导体敏感元件，具有*的计量特性。因此，利用硅-蓝宝石制造的半导体敏感元件，对温度变化不敏感，即使在高温条件下，也有着很好的工作特性;蓝宝石的抗辐射特性*;另外，硅-蓝宝石半导体敏感元件，无p-n漂移。

5、压电式压力传感器

     压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。

4安装问题

正确安装

      通常高温熔体压力传感器的损坏都是由于其安装位置不恰当而引起的，如果将传感器强行安装在过小的孔或形状不规则的孔中，就有可能造成传感器的震动膜受到冲击而损坏，选择合适的工具加工安装孔，有利于控制安装孔的尺寸，另外，合适的安装扭矩有利于形成良好的密封，但是如果安装扭矩过高就容易引起高温熔体压力传感器的滑脱，为防止这种现象发生，通常在传感器安装之前在其螺纹部分上涂抹防脱化合物。

1. 压力传感器正确安装方法：

（1） 通过适当的仪表， 在普通大气压和标准温度条件下，核实压力传感器的频率反应值。

（2） 核实压力传感器的编码与相应的频率反应信号的正确性。

2. 确定具体安装位置

为了确定压力传感器的编号和具体安装位置， 需按充气网的各个充气段来考虑。

（1） 压力传感器必须沿着线缆进行安装， 安装在线缆接头处。

（2） 每条线缆装设压力传感器不少于4个， 靠近电HUA局的两个压力传感器， 相距不应大干200m。

（3） 每条线缆的始端和末端分别安装1个。

（4） 每条线缆的分支点应装1个， 如果两个分支点相距较近（小于100 m），可只装1个。

（5） 线缆敷设方式（架空、地下）改变处应装1个

（6） 对无分支的线缆， 因垒线的线缆程式一致， 压力传感器的安装隔距不大干500m， 并使其总数不少于4个。

（7） 为了便于确定压力传感器故障点， 除在起点安装压力传感器外，距起点150~200m处，还要另外安装1个当然在设计中， 一定要考虑经济与技术的因素， 在不需要安装压力传感器的地方，则应不必安装。

检查尺寸

     如果安装孔的尺寸不合适，高温熔体压力传感器在安装过程中，其螺纹部分就很容易受到磨损，这不仅会影响设备的密封性能，而且使传感器不能充分发挥作用，甚至还可能产生安全隐患。只有合适的安装孔才能够避免螺纹的磨损（螺纹工业标准1/2-20UNF2B），通常可以采用安装孔测量仪对安装孔进行检测，以做出适当的调整。

5故障与检测

常见故障

     压力传感器容易出现的故障主要有以下几种：

     第一种是压力上去，变送器输也上不去。此种情况，先应检查压力接口是否漏气或者被堵住，如果确认不是，检查接线方式和检查电源，如电源正常则进行简单加压看输出是否变化，或者察看传感器零位是否有输出，若无变化则传感器已损坏，可能是仪表损坏或者整个系统的其他环节的问题；

      第二种是加压变送器输出不变化，再加压变送器输出突然变化，泄压变送器零位回不去，很有可能是压力传感器密封圈的问题。常见的是由于密封圈规格原因，传感器拧紧之后密封圈被压缩到传感器引压口里面堵塞传感器，加压时压力介质进不去，但在压力大时突然冲开密封圈，压力传感器受到压力而变化。排除这种故障的较佳方法是将传感器卸下，直接察看零位是否正常，若零位正常可更换密封圈再试；

     第三种是变送器输出信号不稳。这种故障有可能是压力源的问题。压力源本身是一个不稳定的压力，很有可能是仪表或压力传感器抗*力不强、传感器本身振动很厉害和传感器故障；第四种是变送器与指针式压力表对照偏差大。出现偏差是正常的现象，确认正常的偏差范围即可；

    最后一种易出现的故障是微差压变送器安装位置对零位输出的影响。微差压变送器由于其测量范围很小，变送器中传感元件会影响到微差压变送器的输出。安装时应使变送器的压力敏感件轴向垂直于重力方向，安装固定后调整变送器零位到标准值。

零点漂移

造成压力传感器的零点漂移的主要有以下几个原因：

1.应变片胶层有气泡或者有杂质

2.应变片本身性能不稳定

3.电路中有虚焊点

4.弹性体的应力释放不*；此外还和磁场,频率,温度等很多有关系。电漂或一些漂移都会存在，但我们可以通过一些方式缩小其范围或修正。

      零点热漂移是影响压力传感器性能的重要指标，受到广泛重视。国际上认为零点热漂移仅取决于力敏电阻的不等性及其温度非线性，其实零点热漂移还与力敏电阻的反向漏电有关。在这点上，多晶硅可以吸除衬底中的重金属杂质，从而减小力敏电阻的反向漏电、改善零点热漂移，提高传感器的性能。

      利用零点电漂移可以消除压力传感器的热零点漂移，所谓零点漂移，是指当放大器的输入端短路时，在输入端有不规律的、变化缓慢的电压产生的现象。产生零点漂移的主要原因是温度的变化对晶体管参数的影响以及电源电压的波动等，在多数放大器中，前级的零点漂移影响最大，级数越多和放大倍数越大，则零点漂移越严重。

     漂移的大小主要在于应变材料的选用，材料的结构或是组成决定其稳定性或是热敏性。

     材料选好后的加工制成也很重要，工艺不同，会生产出不同效果的应变值，关键也在于通过一些老化等调节后，电桥值的稳定或程规律的变化。

      漂移的调节手段很多，大都根据厂家的条件或生产需求所决定，大多数厂家对零点漂移都控制得很好。温度调节可通过内部温度电阻和制热零敏度电阻补偿、老化等。

对于采用电路转换的变压器中，电路部份的漂移可用通过选用好的元器件和设计更合适的电路来补偿。

应变材料要选灵敏系数高、温度变化小的材料。

故障检测

检查施工现场出现的故障，绝大多数是由于压力传感器使用和安装方法不当引起的，归纳起来有几个方面。

1、一次元件（孔板、远传测量接头等）堵塞或安装形式不对，取压点不合理。

2、引压管泄漏或堵塞，充液管里有残存气体或充气管里有残存液体，变送器过程法兰中存有沉积物，形成测量死区。

3、变送器接线不正确，电源电压过高或过低，指示表头与仪表接线端子连接处接触不良。

4、没有严格按照技术要求安装，安装方式和现场环境不符合技术要求。