圧力トランスミッターの簡単な自己紹介
出力が標準信号である圧力センサーとして、圧力トランスミッターは、圧力変数を受け取り、それに比例して標準出力信号に変換する機器です。ロードセルセンサーが感知する気体、液体などの物理的圧力パラメーターを標準の電気信号（4〜20mADCなど）に変換して、アラーム、レコーダー、レギュレーターなどの二次機器を提供できます。測定と表示およびプロセス規制。
圧力トランスミッタの分類
通常、私たちが話している圧力トランスミッタは、原理に従って分割されます。
容量性圧力トランスミッター、抵抗性圧力トランスミッター、誘導性圧力トランスミッター、半導体圧力トランスミッター、および高周波測定用の圧電圧力トランスミッター。その中で、抵抗膜式圧力トランスミッタが最も使用されています。容量性圧力トランスミッターは、Rosemountの3051Sトランスミッターをハイエンド製品の代表として採用しています。
圧力トランスミッターは、感圧部品に応じて、金属、セラミック、拡散シリコン、単結晶シリコン、サファイア、スパッタフィルムなどに分類できます。
- 金属製圧力トランスミッタは精度が劣りますが、温度の影響が少なく、温度範囲が広く精度が低い領域に適しています。
- セラミック圧力センサーの方が精度は高くなりますが、温度の影響を大きく受けます。セラミックには、耐衝撃性と耐食性の利点もあり、応答の分野で使用できます。
- 拡散シリコンの圧力伝達精度は非常に高く、温度ドリフトも大きいため、一般的に使用前に温度補償が必要です。また、温度補償後も125℃以上の圧力は測定できません。しかし、室温では拡散シリコンの感度係数はセラミックの5倍であるため、高精度測定の分野で一般的に使用されています。
- 単結晶シリコン圧力トランスミッターは、産業現場で最も正確なセンサーです。拡散シリコンのアップグレード版です。もちろん、価格もアップグレードされます。現在、日本の横河電機は単結晶シリコン圧力の分野の代表です。
- サファイア圧力トランスミッターは温度変化に敏感ではなく、高温条件下でも良好な動作特性を備えています。サファイアは非常に強い耐放射線性を持っています。pnドリフトなし。最悪の動作条件でも正常に動作し、信頼性が高く、高性能、高精度、最小の温度誤差、および高い全体的なコスト性能を備えています。
- スパッタリング薄膜圧力トランスミッタは接着剤を含まず、粘着性ひずみゲージセンサーよりも高い長期安定性と信頼性を示します。温度の影響が少ないです。温度が100℃変化した場合、ゼロドリフトはわずか0.5％です。その温度性能は、拡散シリコン圧力センサーよりもはるかに優れています。さらに、一般的な腐食性媒体と直接接触する可能性があります。
さまざまなタイプの圧力トランスミッタの原理
- 容量性圧力トランスミッターの原理。
測定ダイヤフラムの表面に直接圧力がかかると、ダイヤフラムに小さな変形が生じます。測定ダイヤフラムの高精度回路は、この小さな変形を圧力に比例し、励起電圧に比例する非常に線形な電圧に変換します。信号を送り、専用チップを使用してこの電圧信号を業界標準の4〜20mAの電流信号または1〜5Vの電圧信号に変換します。
- 拡散シリコン圧力トランスミッタの原理
測定された媒体の圧力は、センサーのダイアフラム（通常は316Lダイアフラム）に直接作用し、ダイアフラムに媒体の圧力に比例した微小変位を発生させ、センサーの抵抗値を変更し、ホイートストン回路これを変更し、この圧力に対応する標準測定信号を変換して出力します。
- 単結晶シリコン圧力トランスミッタの原理
ピエゾ抵抗圧力センサーは、単結晶シリコンのピエゾ抵抗効果を使用して構築されています。弾性素子には単結晶シリコンウェーハを使用しています。圧力が変化すると単結晶シリコンにひずみが発生し、その上に直接拡散したひずみ抵抗により測定圧力に比例した変化が生じ、ブリッジ回路により対応する電圧出力信号が得られます。
- セラミック圧力トランスミッターの原理
圧力はセラミックダイヤフラムの前面に直接作用し、ダイヤフラムのわずかな変形を引き起こします。厚膜抵抗器はセラミックダイアフラムの裏側に印刷され、バリスタのピエゾ抵抗効果によりホイートストンブリッジ（閉じたブリッジ）に接続されます。ブリッジは、圧力と励起電圧に比例した非常に線形な電圧信号を生成します。 。一般的に空気圧縮機の圧力測定に使用され、より多くのセラミックが使用されます。
- ひずみゲージ圧力トランスミッタの原理
最も一般的に使用されるひずみゲージ圧力トランスミッタは、金属抵抗ひずみゲージと半導体ひずみゲージです。金属抵抗ひずみゲージは、試験片のひずみ変化を電気信号に変換する一種の高感度デバイスです。ワイヤーひずみゲージと金属箔ひずみゲージの2種類があります。通常、ひずみゲージは特殊な接着剤を介して機械的ひずみマトリックスにしっかりと接着されています。マトリックスに応力が変化すると、抵抗ひずみゲージも変形し、ひずみゲージの抵抗値が変化し、抵抗器に印加される電圧が変化します。ひずみゲージ圧力トランスミッタは、市場では比較的まれです。
- サファイア圧力トランスミッター
サファイア圧力トランスミッタは、ひずみ抵抗動作原理を使用し、高精度のシリコンサファイアに敏感なコンポーネントを採用し、専用の増幅回路を介して圧力信号を標準の電気信号に変換します。
- スパッタリングフィルム圧力トランスミッタ
スパッタリング感圧素子はマイクロエレクトロニクス技術によって製造され、弾性ステンレス鋼ダイアフラムの表面に堅固で安定したホイートストンブリッジを形成します。測定媒体の圧力が弾性ステンレス鋼ダイアフラムに作用すると、反対側のホイートストンブリッジが圧力に比例した電気出力信号を生成します。耐衝撃性に優れているため、油圧機器などの圧力衝撃が頻繁に発生する場合に、スパッタフィルムがよく使用されます。
圧力トランスミッタの選択に関する注意事項
- 変換器の圧力範囲の値の選択：
まず、システム内の測定圧力の最大値を決定します。一般的には、圧力範囲が最大値の約1.5倍の送信機を選択するか、通常の圧力範囲が圧力送信機にかかるようにする必要があります。通常の範囲の1/3〜2/3も一般的な方法です。
- どんな圧力媒体：
粘性のある液体や泥が圧力ポートを塞ぎます。溶剤または腐食性物質は、これらの媒体と直接接触している変換器内の材料を破壊しますか？
媒体に接触する一般的な圧力トランスミッターの材質は316ステンレス鋼です。媒体が316ステンレス鋼に対して腐食性でない場合、基本的にすべての圧力トランスミッタが媒体の圧力の測定に適しています。
媒体が316ステンレス鋼に対して腐食性である場合は、ケミカルシールを使用し、間接測定を使用する必要があります。シリコンオイルを充填したキャピラリーチューブを使用して圧力を誘導すると、圧力トランスミッターの腐食を防ぎ、圧力トランスミッターの寿命を延ばすことができます。
- 送信機に必要な精度：
精度は、非線形性、ヒステリシス、非再現性、温度、ゼロオフセットスケール、および温度によって決定されます。精度が高いほど、価格も高くなります。一般に、拡散シリコン圧力トランスミッタの精度は0.5または0.25であり、容量性または単結晶シリコン圧力トランスミッタの精度は0.1または0.075です。
- 変換器のプロセス接続：
一般的に、圧力トランスミッターはパイプまたはタンクに取り付けられます。もちろん、それらのごく一部が設置され、流量計で使用されます。圧力トランスミッタには通常、ネジ山、フランジ、クランプの3つの取り付け形式があります。したがって、圧力トランスミッタを選択する前に、プロセス接続も考慮する必要があります。ねじ山の場合は、ねじ山の仕様を決める必要があります。フランジについては、呼び径のフランジ仕様を考慮する必要があります。
圧力トランスミッタ業界の紹介
世界約40カ国がセンサーの研究と生産に従事しており、そのうち米国、日本、ドイツがセンサー出力が最大の地域です。3か国は合わせて世界のセンサー市場の50％以上を占めています。
今日、私の国の圧力トランスミッター市場は、市場が集中している成熟した市場です。ただし、エマーソン、横河電機、シーメンスなどが代表する海外が圧倒的な地位を占めています。ブランド品は市場シェアの約70％を占め、大中規模のエンジニアリングプロジェクトにおいて絶対的な優位性を持っています。
これは、私の国が「技術市場」戦略を早期に採用した後遺症によるものです。これは、私の国の国営企業に大きな打撃を与え、かつては失敗の状態にありましたが、同時に、一部のメーカーは中国の民間企業によって、静かに現れ、より強く成長します。中国の将来の圧力トランスミッター市場は、新しい未知数でいっぱいです。
投稿時間：2021年12月15日