安装压力传感器时要确保电磁兼容性

安装压力传感器时要确保电磁兼容性

电磁兼容性指的是电气设备在电磁环境下的运行。并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。EMC现象对压力传感器的运行也起着负面的影响。在安装过程中对这些现象的了解是很有意义的,以提前避免电磁干扰(EMI)的出现。

在选择电气设备的安装位置时,也应考虑到EMC现象,特别是那些能耗高的设备。比如变频器,变压器,泵和发电机。

一般来说,EMC都是以不同的标准来制定的(比如EN61000)。压力传感器是否符合这些标准通常在制造商的产品参数中测试栏下显示。

与压力传感器有关的EMC现象

理想情况下,与EMC相关的典型问题在安装计划中已经被排除在外。安装后,电磁干扰可以通过意想不到的测量结果(真实性检查)或中断信号传输来识别。

根据我们的经验,干扰通常是由以下三种电磁兼容现象之一引起的,即电容耦合,电感耦合或电流耦合,下面简要描述。

电容耦合

当不同电位的导电体和基准导体彼此相互接近(毫米到厘米)安装时会产生电容耦合。因此,它是电荷从一个导体向另一个导体传递的跟距离有关的现象。

电容耦合会在测量时干扰模拟压力信号传感器的测量结果。压力传感器的输出信号受到干扰的,导致用户得到的压力数据不准确。

电感耦合

如果电导体安装接近,它们的磁场会叠加。当电流发生变化时,导体的磁场强度也会发生变化。规则就是:电流越大,磁场越强。磁场强度的突然变化表明导体中出现了电压干扰。 这种现象也会和电容耦合一起发生。由此产生的测量误差与上面的电容耦合部分所描述的类似。

电阻耦合

如果一些电路导电相连接或是使用相同的导体,就会发生电阻耦合。实际上,当高功率和低功率设备使用相同的电源时可以观察到这一点。设高功耗设备的电流变化会造成普通导体的电压降,并在低功耗设备的电路中产生噪音。这会导致模拟式压力传感器的测量误差。但是数字式测量设备很少发生这种现象。

模拟量和数字量压力传感器的电磁兼容性

模拟量和数字量压力传感器的电磁兼容性

关于电磁兼容性(EMC),具体应用的需求是决定性的。虽然我们生活在数字化时代,但这并不意味着“数字化”永远是最好的解决方案。这也同样适用于压力传感器。

模拟量压力传感器已经有150多年的历史了,是工业革命的产物。他们在很长一段时间里几乎没有的发展。现代化的生产过程生产了更稳定、更精确和更小的模拟压力传感器。在上个世纪后半期,数字量压力测量技术的出现并不能取代模拟式传感器。这样做有很好的理由:数字压力传送器不适合所有的应用。

数字量和模拟量压力传感器的对比

模拟设备的信号是通过模拟电流或电压信号传输的。最常用的就是4…20mA标准信号输出,接着是0…10v,再次是0.5…4.5V信号输出。压阻式压力传感器其压力是通过膜片的变形来检测的。膜片的变形导致了扩散电阻的电阻的改变从而形成了一个惠斯通电桥。这个电阻变化被转换成一个电子信号。通过模拟电路对零点和满量程误差进行补偿。

数字压力传感器使用诸如Modbus rs-485数字接口来传输测量值。因此,它们也被称为现场总线传感器。与模拟式压力传感器相反,电阻变化的电子信号是直接数字化的。典型误差的补偿,如温度误差的补偿是通过微处理器实现的。

什么时候选择模拟量压力传感器?

简短的对比表明,数字压力传感器有着许多的优点。它们同样也是很实用的:模拟量压力传感器发出的信号必须经过数字化才能被处理。如果测量值必须直接显示在显示器上,那么数字信号是一个优势。此外,当需要远程测量时,数字压力传感器是唯一的选择。在自动化控制系统中,当压力被用作控制变量时,数字仪表也同等重要。

数字和模拟压力传感器都能满足高精度的要求。然而,数字压力传送器有一个小的优势,特别是在高精度要求的应用中,因为所有的补偿都是纯数字的。然而,如果需要测量动态过程,模拟压力传感器通常是更好的选择。

尽管数字量压力传感器具有明显的优势,但它们的模拟设备仍然很有用。一方面,模拟量和数字量的区别也在于成本问题。如果你不需要数字测量仪器的优点,你也不应该为此付出额外的成本。然而,在某些情况下,这种经济考量并不是选择模拟式设备的唯一原因:大多数模拟量压力传感器选用的4…20mA标准信号输出基本不受电感耦合的影响。

电感耦合噪声也要考虑到

模拟量压力传感器 在磁场引起的高压噪声环境中通常是最安全的选择。尽管如此,在这样的环境中,这并不是完全摈除数字压力传感器的理由。当安装压力传感器时,预防措施可以防止或充分限制电感耦合造成的干扰。

以泵应用为例。当开启泵时,会产生一个瞬时的高电流从而产生一个相应的大的磁场。如果压力传感器的连接线与泵并联,那么它就在磁场的影响范围内。所引起的电压会干扰到压力传感器。

在本例中,建议在安装过程中仔细考虑连接线的位置。然而这并不适用于所有的应用。在这种情况下,电缆屏蔽应该被适当地接地以将干扰信号导入大地。(更多阅读请点击).