溫度補(bǔ)償，確保精度的關(guān)鍵

溫度補(bǔ)償，確保精度的關(guān)鍵

在選擇合適的壓力變送器的時(shí)候，對(duì)溫度的了解是至關(guān)重要的。如果測(cè)量技術(shù)不能確保一定的溫度補(bǔ)償，將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的誤差等風(fēng)險(xiǎn)。

因此，終用戶(hù)要了解他們特定的應(yīng)用中所需的溫度范圍。

這里需要考慮兩個(gè)因素：介質(zhì)溫度和環(huán)境溫度。介質(zhì)溫度是壓力孔所接觸到的溫度。而環(huán)境溫度則是指在應(yīng)用中周?chē)沫h(huán)境溫度并終影響到電氣連接。兩種數(shù)值是不同的，每種都會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果。

01 為什么溫度如此重要？

壓阻式壓力變送器所采用的材料有一定的溫度相關(guān)性。壓力測(cè)量也會(huì)隨著溫度的變化而變化。因此，會(huì)產(chǎn)生與溫度相關(guān)的零點(diǎn)偏移和量程誤差。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，在25℃下10bar的壓力值，如果在100℃的情況下進(jìn)行再次測(cè)量將會(huì)得到不同的壓力值。對(duì)于接收數(shù)據(jù)的用戶(hù)來(lái)說(shuō)，這意味著當(dāng)溫度補(bǔ)償本身不足時(shí)，再高精度也幾乎是沒(méi)什么用處的。

除了避免嚴(yán)重的測(cè)量誤差外，測(cè)量?jī)x器的機(jī)械部分也與所處的溫度相關(guān)。

這主要影響到諸如電氣連接和用于傳送測(cè)量值的電纜等部件。很少有標(biāo)準(zhǔn)部件可以單獨(dú)經(jīng)受100℃以上的溫度。這會(huì)導(dǎo)致電纜插座和電纜本身融化甚至著火。除了測(cè)量精度，溫度也會(huì)對(duì)操作安全性造成一定的影響。

幸運(yùn)的是，用戶(hù)不需要擔(dān)心這些風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)閴毫鞲衅骺梢愿鶕?jù)不同的溫度條件進(jìn)行優(yōu)化-一方面通過(guò)溫度補(bǔ)償，另一方面使用額外的冷卻部件和特殊的耐熱材料。

02 溫度誤差可以避免

STS 壓力傳感器采用溫度補(bǔ)償?shù)姆椒?，例如? °C 到 70 °C做為標(biāo)準(zhǔn)溫度范圍進(jìn)行優(yōu)化。溫度值偏離標(biāo)準(zhǔn)溫度越大，產(chǎn)生的測(cè)量誤差也越大。在0 °C 到70 °C進(jìn)行優(yōu)化的測(cè)量?jī)x器卻應(yīng)用在100℃的溫度情況下，將不可能達(dá)到它所期望的精度值。這樣的情況下，必須把傳感器溫度補(bǔ)償在100℃左右校準(zhǔn)。

有兩種溫度補(bǔ)償方式:

被動(dòng)補(bǔ)償：與溫度相關(guān)的電阻在惠斯通電橋上進(jìn)行補(bǔ)償。

主動(dòng)補(bǔ)償（多值補(bǔ)償）：在加熱箱里，壓力值隨著溫度的不斷升高而產(chǎn)生。然后再與校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)值比較。由此確定的溫度系數(shù)將會(huì)被輸入到壓力傳感器的電子元件中，而實(shí)際操作中的溫度誤差將會(huì)得到“主動(dòng)”補(bǔ)償。

主動(dòng)補(bǔ)償仍然是首shou選方式因?yàn)樗鼤?huì)得到jin精確的結(jié)果。

另一方面，溫度補(bǔ)償本身有它的局限性。正如前面所述，溫度影響的不僅僅是壓力傳感器的精度。測(cè)量芯體的機(jī)械部件也會(huì)承受高達(dá)150℃的高溫。

在這種高溫下，接觸面和焊接點(diǎn)會(huì)變得不牢固，傳感器本身也會(huì)遭受到損害。如果需要應(yīng)用在*的介質(zhì)溫度下，則需要用到額外的冷卻元件來(lái)確保傳感器的正常功能。

03 高介質(zhì)溫度下的冷卻元件

為了避免壓力傳感器遭受高溫度的損害，根據(jù)應(yīng)用和所處溫度范圍，可采用四種方式。

A:介質(zhì)溫度150℃左右

在這種情況下，在測(cè)量芯體和放大器之間安裝一個(gè)散熱片。這是將電子元件和實(shí)際應(yīng)用隔離的關(guān)鍵，因此他們不會(huì)遭受到高溫度的損害。

B:溫度高于150℃

如果介質(zhì)溫度非常高，在壓力孔安裝一個(gè)冷卻元件（例如在兩側(cè)安裝散熱片）。這樣壓力孔會(huì)接觸到的是冷卻后的介質(zhì)。這些散熱片對(duì)于傳感器的精度沒(méi)有任何的影響。然而，如果介質(zhì)是熱蒸汽，就需要采用虹吸管來(lái)代替散熱片作為冷卻元件。

C:超高溫度（高達(dá)250℃）

當(dāng)介質(zhì)溫度極其高的時(shí)候，可以使用保護(hù)冷卻區(qū)的前置隔離系統(tǒng)。然而這種方式體積較大會(huì)對(duì)精度起到負(fù)面影響。

帶前置隔離器和冷卻系統(tǒng)的壓力傳感器，可應(yīng)用于溫度高達(dá)250度的介質(zhì)

D：加熱柜或恒溫恒濕箱的特殊應(yīng)用

當(dāng)需要在溫度高達(dá)150℃的加熱柜里測(cè)量壓力時(shí)，壓力傳感器的電子元件在這種高溫下不可能不受到任何損害。在這種情況下，只有把測(cè)量芯體（帶壓力孔和不銹鋼殼體）安裝在柜子里，并通過(guò)一根耐高溫的FEP電纜連接到外部的遠(yuǎn)程電子設(shè)備上。

壓阻式傳感器的精度受到溫度條件的影響。壓力孔上的溫度可以通過(guò)被動(dòng)或主動(dòng)的補(bǔ)償，在預(yù)期的溫度范圍內(nèi)滿(mǎn)足精度的要求。此外，環(huán)境溫度對(duì)測(cè)量?jī)x器中的機(jī)械元件的影響也要考慮在內(nèi)。使用前置安裝的冷卻元件和耐熱材質(zhì)，也可以使得一切在控制之內(nèi)。因此，用戶(hù)應(yīng)該始終信賴(lài)制造商提供的專(zhuān)業(yè)的建議并確保壓力傳感器在他們自己特定的應(yīng)用中能得到大的優(yōu)化。