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BALLUFF傳感器信號出現故障排查

更新時間:2024-03-16   點擊次數:544次

  BALLUFF傳(chuan) 感器信號出現故障排查

  首先要考慮的是接線或配置的問題。對於(yu) BALLUFF傳(chuan) 感器必須由投光部和受光部組合使用,兩(liang) 端都需要供電;而回歸反射型必須由傳(chuan) 感器探頭和回歸反射板組合使用;同時,用戶必須給傳(chuan) 感器提供穩定電源,如果是直流供電,必須確認正負極,如若正負極連接錯誤則會(hui) 導致輸出信號沒有。

  上述的原因分析是對光電傳(chuan) 感器本身的考慮,我們(men) 還需要考慮的是檢測物體(ti) 的位置問題,如果檢測物體(ti) 不在檢測區域,這樣的檢測是徒勞的。檢測物體(ti) 必須在傳(chuan) 感器可以檢測的區域內(nei) ,也就是光電可以感知的範圍內(nei) 。其次,要考慮傳(chuan) 感器光軸有沒有對準問題,對射型的投光部和受光部光軸必須對準,對應的回歸反射型的探頭部分和反光板光軸必須對準。同樣還要考慮的是檢測物體(ti) 是否符合標準檢測物體(ti) 或者最小檢測物體(ti) 的標準,檢測物體(ti) 不能小於(yu) 最小檢測物體(ti) 的標準,從(cong) 而避免導致對射型、反射型不能很好檢測透明物體(ti) ,像反射型對檢測物體(ti) 的顏色有要求,顏色越深,檢測距離就越近。

  如果以上情況都可以很明確地做出排除後,我們(men) 需要做的事就是檢測環境的幹擾因素。如光照強度不能超出額定範圍;如果現場環境有粉塵,就需要我們(men) 定期清理光電傳(chuan) 感器探頭表麵;或者是多個(ge) 傳(chuan) 感器緊密安裝,互相產(chan) 生幹擾;還有一種影響比較大的是電氣幹擾,如果周圍有大功率設備,產(chan) 生幹擾時必須要有相應的抗幹擾措施。如果做過上述的逐一排查,這些因素都可以明確地排除還是沒有信號輸出的話,建議退回廠家檢測判斷。

  傳(chuan) 感器品種繁多,規格及技術性能不一,價(jia) 格差別也很大。擺在使用者麵前的問題是,應選用怎樣的壓力傳(chuan) 感才能滿足需要? 哪些指標是最重要的? 應考慮哪些問題? 這就涉及到傳(chuan) 感器的選用。選用的原則便是以的價(jia) 格買(mai) 到滿足其用途、壓力量程、精度要求、溫度範圍、電和機械要求的壓力傳(chuan) 感器。

  壓力傳(chuan) 感器裝到設備上後,運行正常、穩定,測量準確。以下是選用壓力傳(chuan) 感器時必須考慮的幾個(ge) 重要方麵。

  BALLUFF傳(chuan) 感器由於(yu) 結構不同,壓力傳(chuan) 感器可以分為(wei) 測定絕對壓力、對大氣的相對壓力和差壓。測定絕對壓力時,傳(chuan) 感器內(nei) 自身帶有真空參考壓,所測壓力與(yu) 大氣壓力無關(guan) ,是相對於(yu) 真空的壓力。對大氣的相對壓力是以大氣壓力為(wei) 參考壓,因此傳(chuan) 感器彈性膜一側(ce) 始終與(yu) 大氣是連通的。由於(yu) 大氣壓力與(yu) 離地麵的高度、四季中大氣中水汽含量的變化以及不同地點和組成大氣的各種氣體(ti) 的含量的變化有關(guan) 。因此,所測得的相對壓力便與(yu) 上述因素有關(guan) 。此外,還可從(cong) 傳(chuan) 感器彈性膜兩(liang) 側(ce) 分別導人流體(ti) 壓力,這樣能測定流體(ti) 不同地點或流體(ti) 間的差壓。針對不同用途應選用不同結構的壓力傳(chuan) 感器。

  BALLUFF傳(chuan) 感器的壓力適用範圍是分級的。這是因為(wei) 壓力傳(chuan) 感器的彈性膜承受流體(ti) 壓力有一個(ge) 限度。這就是通常所說的耐壓極限,超過此極限彈性膜便破裂了。一般來說,每一傳(chuan) 感器都有20 - 300 %的過壓能力。因此,產(chan) 品說明書(shu) 上的壓力最大量程為(wei) 耐壓極限的30 - 80 %. 選用過高的壓力量程是不必要的。

  壓力量程的選用應主要考慮三個(ge) 方麵的因素:

  BALLUFF傳(chuan) 感器的最大過壓能力、精度與(yu) 壓力量程的關(guan) 係和傳(chuan) 感器的價(jia) 格與(yu) 壓力量程的關(guan) 係。

  對於(yu) BALLUFF傳(chuan) 感器的最大過壓能力,傳(chuan) 感器承受靜壓力與(yu) 動壓力情況下是有很大區別的。後者往往會(hui) 出現衝(chong) 擊壓力,甚至衝(chong) 擊波。衝(chong) 擊壓力遠高於(yu) 靜壓力。如果選用的最大工作壓力量程是指靜壓力的話,傳(chuan) 感器在承受動壓力時,應選用較大的過壓能力。否則衝(chong) 擊壓力很容易達到極限耐壓,使壓力傳(chuan) 感器受到破壞。

  對於(yu) 精度與(yu) 壓力量程的關(guan) 係。壓力傳(chuan) 感器的熱零點漂移和熱靈敏度漂移係數及非線性誤差是影響傳(chuan) 感器精度的重要指標。對同一壓力傳(chuan) 感器來說,熱零點漂移係數隨工作壓力增加而減小,而熱靈敏度係數和非線性誤差隨工作壓力增加而增加。因此,工作壓力增加有利於(yu) 減小熱零點漂移,而不利於(yu) 熱靈敏度漂移和非線性誤差。熱零點漂移比較大時,提高工作壓力量程有利於(yu) 提高壓力傳(chuan) 感器的精度。熱零點漂移比較小時,減小工作壓力量程有利於(yu) 提高精度。對不同壓力量程的傳(chuan) 感器來說,靈敏度是不同的。低壓力量程傳(chuan) 感器的靈敏度高分辨率自然也高。

  對於(yu) 傳(chuan) 感器的價(jia) 格與(yu) 壓力量程的關(guan) 係,一般來說,013 - 1MPa 的壓力傳(chuan) 感器的價(jia) 格較便宜,011MPa以下或1MPa 以上的壓力傳(chuan) 感器價(jia) 格比較貴。測定2- 3kPa 壓力時可選購10 - 50kPa 的壓力傳(chuan) 感器。特別是使用者自己設計和選用補償(chang) 電路時,能使精度進一步提高。這樣可以使成本大幅度降低。一般而言,質量好的壓力傳(chuan) 感器,滿量程輸出都可以達到100mV/ 10V. 如果隻用一半的壓力量程,則對應的輸出便隻有50mV/ 10V. 因此最大工作量程應盡可能接近產(chan) 品說明書(shu) 上所標明的該壓力傳(chuan) 感器的量程級。

  壓力傳(chuan) 感器的精度

  壓力傳(chuan) 感器可用作壓力計量元件或作敏感元件進而進行自動控製。特別對前一用途,對它提出比較高的精度要求。由於(yu) 用半導體(ti) 芯片製成的壓力傳(chuan) 感器的精度受溫度的影響,因此應注意傳(chuan) 感器的使用溫度範圍。

  靜態精度是指某一特定溫度(室溫25 ℃) 下應達到的精度。可以分為(wei) 四檔:0101 - 011 %FS 為(wei) 超高精度:011 - 1 %FS 為(wei) 高精度:1 - 2 %FS 為(wei) 普通精度;2 - 10 %FS 為(wei) 低精度。

  全溫度範圍精度是指壓力傳(chuan) 感器在整個(ge) 使用溫度範圍內(nei) 都應達到的精度。同樣可以分為(wei) 四檔:

  0101 - 011 %FS;011 - 1 %FS;1 - 2 %FS;2 - 10 %FS. 靜態精度達到011 - 1 %FS ,也許全溫度範圍精度隻夠1 - 2 %FS ,甚至隻夠2 - 10 %FS.

  對使用者來說,往往希望壓力傳(chuan) 感器的精度越高越好。但是壓力傳(chuan) 感器達到高精度時,必然在製作過程中增添了許多附加工藝以及校淮過程和補償(chang) 技術,相應成本提高了,當然其售價(jia) 也隨之大幅度增加。因此應根據壓力傳(chuan) 感器實際應用場合和要求,提出合理的精度要求及相應的溫度範圍。

  壓力傳(chuan) 感器的輸出信號要求

  一般普通壓力傳(chuan) 感器的輸出為(wei) 模擬信號,近距離滿量程輸出電壓可達100 - 150mV ,輸出電流為(wei) 0- 0101mA. 遠距離輸出信號電壓便會(hui) 衰減,應采用電流信號輸出。經壓力變送器將電流放大後可以輸出20mA 以下的電流信號。這樣,價(jia) 格就成倍增加。

  另外,隻有經過A/ D 和V/ F 變換後才能得到數字信號和頻率信號。

  恒流源和恒壓源都是通常傳(chuan) 感器采用的兩(liang) 種激勵源。兩(liang) 種激勵方法是有區別的,其作用不同。

  恒流源激勵有利於(yu) 熱靈敏度漂移的補償(chang) 作用。

  因為(wei) 橋臂電阻器的溫度係數為(wei) 正,而靈敏度溫度係數為(wei) 負。恒流源激勵時的輸出信號電壓的溫度係數是兩(liang) 者的代數和。而恒壓激勵不能直接提供靈敏度溫度補償(chang) 效果。但用恒壓源激勵時可在橋外串接熱敏電阻或二極管以補償(chang) 熱靈敏度漂移。用恒流源激勵時,這種靈敏度補償(chang) 方法便不起作用。可見,恒壓源激勵和恒流源激勵相互之間不能隨意互換。

  一般精度測量時用恒流源激勵。恒壓源激勵時,測量的精度取決(jue) 於(yu) 恒壓源穩壓器件的精度。

  另外,又可將壓力傳(chuan) 感器的激勵電源分為(wei) 正比激勵和固定激勵。前者是將壓力傳(chuan) 器電橋直接接到電源上,當電源改變時,壓力傳(chuan) 感器的靈敏度和零點都隨之發生變化。後者內(nei) 部有一個(ge) 參照電壓,壓力傳(chuan) 感器電橋由參照電壓供電激勵。參考電壓是恒定的,與(yu) 電源電壓無關(guan) 。隻要電源電壓在一電壓範圍內(nei) 變化,參照電壓不變。因而傳(chuan) 感器的輸出不變,不受電源電壓的影響。

  BALLUFF傳(chuan) 感器可以用電池供電,但更普遍的是采用直流穩壓電源技術。電池供電時噪聲小,但隨電池使用,供電電壓逐漸降低,特別是當傳(chuan) 感器用正比激勵時,靈敏度便逐漸減小。這就會(hui) 造成讀數不準。因此要采用補償(chang) 辦法(例如壓力傳(chuan) 感器和A/ D 變換器共用一個(ge) 電池供電) ,或者使用低功耗、小電流的壓力傳(chuan) 感器,長壽命電池,或者測量壓力時接上電源,測量完畢後,將電池關(guan) 閉節省電能。換上新電池後,壓力傳(chuan) 感器需要重新校準標定。這是因為(wei) 不同牌號的電池其電動勢、內(nei) 阻都存在一定的差異。壓力傳(chuan) 感器的電橋激勵電壓的變化會(hui) 造成靈敏度的改變。

  作業(ye) 方式

  作業(ye) 方式也是需要考慮的重要問題。例如傳(chuan) 感器用於(yu) 氣體(ti) 壓力的測量與(yu) 液體(ti) 壓力的測量時情況便不同。氣體(ti) 是可壓縮流體(ti) ,增奪時會(hui) 貯存一定的壓縮能,減壓時又以動能釋放出來,給傳(chuan) 感器彈性膜施加衝(chong) 擊波。要求壓力傳(chuan) 感器有較大的過載能力。液體(ti) 是不可壓縮流體(ti) ,在壓力傳(chuan) 感器安裝時,擰緊螺拴又無可壓縮空間則可使液體(ti) 壓力升高超過彈性膜的耐壓極限,導致彈性膜破裂。由於(yu) 這種情況屢屢發生,也要求壓力傳(chuan) 感器有較大的過壓能力。

  BALLUFF傳(chuan) 感器的工作環境惡劣時,例如有大的振動、衝(chong) 擊,大的電磁幹擾,對傳(chuan) 感器提出更為(wei) 嚴(yan) 格的要求。不僅(jin) 過壓能力強,而且要求機械密封可靠,防鬆動,傳(chuan) 感器安裝正確。BALLUFF傳(chuan) 感器自身的引線、引腳以及外導線都應加以電磁屏蔽,並將屏蔽良好接地。

  此外,應考慮壓力傳(chuan) 感器與(yu) 所測流體(ti) 介質的相容性問題。例如傳(chuan) 感器的彈性膜結構應與(yu) 腐蝕性介質相隔開,此時采有不鏽鋼波紋套傳(chuan) 感器,傳(chuan) 感器內(nei) 用矽油作傳(chuan) 壓介質。傳(chuan) 感器檢測易燃、易爆介質壓力時,使用小激勵電流,防止彈性膜破裂時產(chan) 生火花、火星,並增加壓力傳(chuan) 感器外套的耐壓能力。

  對溫度的要求

  用半導體(ti) 芯片製備的壓力傳(chuan) 感器的特點是受溫度的影響大,不僅(jin) 存在熱零點漂移還存在熱靈敏度漂移。溫度明顯影響壓力傳(chuan) 感器的精度。為(wei) 了消除溫度的影響,就需應用各種溫度補償(chang) 技術。溫度範圍越寬,補償(chang) 技術難度越大,且校準工作量越大,所能保證的全溫度範圍的精度便越低。為(wei) 此應根據壓力傳(chuan) 感器所應用的實際溫度範圍和精度要求提出合理的要求。


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