REXROTH压力传感器的工作流程详解

REXROTH（力士乐）压力传感器是一种将压力信号转换为电信号的装置，其工作原理基于压阻效应或压电效应，具体取决于传感器的类型。以下是其核心工作原理的详细解析：

一、核心工作原理基础

1. 压阻效应原理（适用于压阻式压力传感器）

原理基础：当半导体材料（如硅）受到压力作用时，其电阻率会发生变化，这种现象称为压阻效应。

结构设计：

REXROTH压阻式传感器通常在硅膜片上通过光刻工艺制作 4 个等值的压敏电阻，组成惠斯通电桥。

工作过程：

当压力作用于膜片时，膜片产生形变，导致压敏电阻受力。

电阻值随压力变化（受拉电阻增大，受压电阻减小），使电桥失去平衡。

电桥输出与压力成比例的电压信号（通常为毫伏级），经放大电路处理后转为标准电信号（如 4-20mA、0-10V）。

2. 压电效应原理（适用于压电式压力传感器）

原理基础：某些晶体（如石英、压电陶瓷）在受到机械应力时，表面会产生电荷，电荷大小与压力成正比，即压电效应。

工作过程：

压力通过膜片或活塞传递至压电晶体。

晶体产生电荷，经电荷放大器转换为电压信号。

信号经处理后输出，常用于动态压力测量（如液压冲击检测）。

二、REXROTH压力传感器的典型结构与工作流程

1. 结构组成

敏感元件：硅膜片（压阻式）或压电晶体（压电式），直接感受压力。

转换电路：惠斯通电桥（压阻式）、电荷放大器（压电式），将物理量转为电信号。

外壳与接口：金属外壳保护内部元件，接口用于信号输出（如螺纹连接、电缆接口）。

2. 工作流程示例（以压阻式为例）

压力输入：被测介质（如液压油）通过接口作用于膜片。

机械形变：膜片受压弯曲，带动压敏电阻变形。

电阻变化：压敏电阻阻值按惠斯通电桥规律变化（ΔR/R ∝ 压力）。

电信号生成：电桥输出电压（如 1mV/V 参考电压），经放大后转为标准信号。

信号传输：通过电缆将 4-20mA 或 0-10V 信号传输至控制器或显示设备。

三、关键技术特点与优势

高精度与稳定性：采用激光修调技术校准零点和满量程，确保在 - 40℃~125℃温度范围内的测量精度（如 ±0.5% FS）。

抗干扰设计：内置温度补偿电路，减少环境温度对测量的影响；外壳屏蔽电磁干扰。

耐高压与抗冲击：适用于液压系统（最高耐压可达 700bar），膜片材料选用不锈钢或陶瓷，抗介质腐蚀。

兼容性：输出信号兼容工业标准（如 PNP/NPN、IO-Link），便于集成到 PLC 或自动化系统。

四、应用场景

REXROTH 压力传感器广泛用于：

液压系统：工程机械（挖掘机、注塑机）的油压监测。

工业自动化：气缸压力控制、压缩机负载检测。

能源领域：风电设备液压变桨系统、液压站压力监控。

航空航天：液压伺服系统的压力反馈。

五、选型与维护要点

选型参考：根据测量范围（如 0-10bar、0-400bar）、介质特性（腐蚀性、粘度）、输出信号类型选择型号。

维护建议：定期检查接口密封性，避免介质泄漏；避免传感器承受过载压力（超过量程 150% 可能损坏）。

总结

REXROTH压力传感器通过压阻或压电效应将机械压力转化为电信号，结合精密电路设计实现高精度测量，其可靠性和兼容性使其成为工业自动化领域的核心传感元件。如需具体型号的技术参数，可参考手册或咨询供应商。