中文名 | 無線壓力傳感器 | 外文名 | Wireless pressure sensors |
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工作原理 | 壓阻式應(yīng)變原理 | 被測介質(zhì) | 液體, 流體,氣體等 |
使用材料 | 高精度高穩(wěn)定性擴(kuò)散硅 | 壓力類型 | 表壓,絕壓 |
核心部件 | 電阻應(yīng)變片 |
數(shù)字壓力傳感器采用壓阻式應(yīng)變原理,它的核心部件電阻應(yīng)變片是一種將被測件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感器件。它是傳感器的主要組成部分之一。電阻應(yīng)變片應(yīng)用最多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上,當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時,電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變,使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變,從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應(yīng)變片在受力時產(chǎn)生的阻值變化通常較小,一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋,從而使阻抗的變化轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
所謂動態(tài)特性,是指傳感器在輸入變化時,它的輸出的特性。在實際工作中,傳感器的動態(tài)特性常用它對某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)來表示。這是因為傳感器對標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)容易用實驗方法求得,并且它對標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)與它對任意輸入信號的響應(yīng)之間存在一定的關(guān)系,往往知道了前者就能推定后者。最常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種,所以傳感器的動態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來表示 。
無線壓力傳感器是工業(yè)實踐中最為常用的一種傳感器,應(yīng)用于水文監(jiān)測控制系統(tǒng)等地方。雖然無線壓力傳感器應(yīng)用不是非常廣泛,但是隨著人們對無?線傳感器越來越青睞,無線壓力傳感器也必然會得到廣泛的應(yīng)用 。
采用高精度高穩(wěn)定性擴(kuò)散硅做為感壓芯片,先進(jìn)的工藝,支持點到點、點到多點、串口到串口的應(yīng)用,通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)傳輸傳數(shù)據(jù),只要有手機(jī)信號的地方就可以實現(xiàn)無線監(jiān)控。
通常情況下,傳感器的實際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。在實際工作中,為使儀表具有均勻刻度的讀數(shù),常用一條擬合直線近似地代表實際的特性曲線、線性度(非線性誤差)就是這個近似程度的一個性能指標(biāo)。
擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿量程輸出點相連的理論直線作為擬合直線;或?qū)⑴c特性曲線上各點偏差的平方和為最小的理論直線作為擬合直線,此擬合直線稱為最小二乘法擬合直線。
1.被測介質(zhì):液體, 流體,氣體等;
2.壓力類型:表壓,絕壓;
3.量程:0~0.6MPa~1MPa~10MPa~60MPa~200MPa內(nèi)任意定做;
4.同時輸出:無線GPRS傳輸(需插SIM卡),RS485數(shù)字信號,0~5VDC模擬信號;
5.綜合精度: ±0.1%FS(量程60MPa以上)、±0.25%FS、±0.5%FS;
6.供電:交流220VAC(變壓直流12VDC),直流7-24VDC (可電池供電);
7.絕緣電阻: ≥1000 MΩ/100VDC;
8.介質(zhì)溫度: 0~85℃);
9.環(huán)境溫度: -20~70℃;
10.儲存溫度: -40~70℃;
11.相對濕度: 0~95% RH;
12.密封等級: IP65/IP68;
13.過載能力: 150%FS;
14.響應(yīng)時間: ≤10mS;
15.穩(wěn)定性:≤±0.15%FS/年;
16.振動影響:≤±0.15%FS/年(機(jī)械振動頻率20Hz~1000Hz);
17.電氣連接:標(biāo)準(zhǔn)串口,航空接插件;
18.傳感器尺寸:26X140MM;
19.GPRS終端尺寸:103x64x24mm (不包括天線、安裝把手和9芯串口接頭) 。
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頁數(shù): 2頁
評分: 4.7
文章介紹了一款新型的礦用無線壓力傳感器的設(shè)計,采用2.4GHz與低功耗技術(shù),實現(xiàn)采面支架壓力監(jiān)測。該設(shè)計采用無線傳輸方式,有效的解決了采煤工作面空間狹小拉線困難、支架移動扯斷線纜的問題,同時配合壓力監(jiān)測系統(tǒng),實現(xiàn)了采煤工作面支架狀態(tài)的遠(yuǎn)程數(shù)字化監(jiān)控。
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頁數(shù): 未知
評分: 4.4
背景:Boston支具廣泛應(yīng)用于青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸(AIS)的矯形治療,其力學(xué)設(shè)計仍待進(jìn)一步改進(jìn)。一些研究通過測量支具對軀體的作用力來探究支具的生物力學(xué)原理,但均為實驗室測量結(jié)果,不能完全反映日常生活中支具對軀體的實際作用力。目的:研制一種用于測量Boston支具表面壓力的無線傳感器。方法:利用單點薄膜壓力傳感器及無線應(yīng)變節(jié)點構(gòu)建無線傳感器,測量12例接受Boston支具治療的AIS患者佩戴支具的表面壓力以及相關(guān)的Cobb角改變。結(jié)果:通過無線壓力傳感器測得支具上下壓點墊片的壓力以及臀部壓力平均值分別為(5.11±0.66)N、(2.93±0.66)N和(0.86±0.17)N;佩戴支具后Cobb角由33°±13°減小至18°±13°,矯正了(49±27)%。結(jié)論:所研制的無線壓力傳感器能夠測量支具的表面壓力,并為研制動態(tài)測量支具表面壓力的設(shè)備提供了雛形。
批準(zhǔn)號 |
60774052 |
項目名稱 |
表面橫向模諧振式無線壓力傳感器的研究 |
項目類別 |
面上項目 |
申請代碼 |
F0306 |
項目負(fù)責(zé)人 |
韓韜 |
負(fù)責(zé)人職稱 |
教授 |
依托單位 |
上海交通大學(xué) |
研究期限 |
2008-01-01 至 2010-12-31 |
支持經(jīng)費 |
25(萬元) |
為進(jìn)一步改善聲表面波無線壓力傳感器準(zhǔn)確度、量程和溫度穩(wěn)定性等性能,利用石英基片上表面橫向模式壓力靈敏度高,諧振器加載Q值高和插損低的特點,設(shè)計用于智能輪胎的高準(zhǔn)確度諧振式壓力傳感器。采用分布間隙打嗝結(jié)構(gòu),解決表面橫向模式諧振器電學(xué)特性受工藝誤差影響大這個制約表面橫向模式壓力傳感器實用化的關(guān)鍵問題。采用頂針- - 懸臂梁結(jié)構(gòu)提高傳感器靈敏度和量程。通過選擇零溫度系數(shù)切向、差動補(bǔ)償和優(yōu)化傳感器結(jié)構(gòu)三種措施解決由于傳感器封裝的彈性體材料與石英的熱膨脹系數(shù)不同造成預(yù)應(yīng)力變化而引起的頻率變化,實現(xiàn)-40℃-150℃寬溫度范圍內(nèi)的溫度漂移補(bǔ)償。 2100433B
無線壓力傳感器 適用于測量測量對非粘稠液體、蒸汽和氣體等介質(zhì)的壓力值,適合于遠(yuǎn)距離傳輸和工業(yè)自動化系統(tǒng)配套,尤其適用于無閱讀條件的場合。通過各壓力傳感器檢測各管道內(nèi)壓力數(shù)據(jù)并無線遠(yuǎn)傳到300米范圍內(nèi)的無線數(shù)據(jù)基站終端RTU,RTU可通過無線通訊設(shè)備(如SCDMA、GPRS、CDMA或數(shù)傳電臺等)將數(shù)據(jù)上傳至中控室,從而實現(xiàn)集中檢測和遠(yuǎn)距離控制。可廣泛用于石油、化工、電力、冶金、制藥、食品等工業(yè)領(lǐng)域,是傳統(tǒng)壓力表及傳統(tǒng)壓力變送器的理想升級換代產(chǎn)品,是工業(yè)自動化領(lǐng)域理想的壓力測量儀表。