工业自动化用压力和力传感解决方案

力量感测

霍尼韦尔的FMA力感应解决方案基于压阻元件，这种技术优于现有的物理开关机制。结合校准、温度补偿以及直接机械耦合，这些传感器在整个使用寿命内提供稳定的准确性。此外，小型封装使这些传感器能够轻松适用于市场需求的紧凑型产品设计。

压力感应

放大基本压力 (ABP) 系列压力传感器非常适合用于测量空气或液体管道的压力。这些传感器通过总误差带测量方法确保高度精确，并具备全面的测量功能，包括对环境因素及其他参数的考虑。此外，它们拥有极高的测量精度，误差范围仅为全量程的∓1.5%或 BFSL（最佳拟合直线）的∓0.25%。

一般性能特性

这些传感器的数字输出支持无线数据传输，帮助消除对复杂电缆组件和布线的需求。由于其自成一体的设计，它们对于污染物的入侵具有抵抗力，因此几乎可以在任何苛刻的工作环境中使用。从生命周期的角度来看，这些传感器至少保证了100万次循环。

压力传感

增强型基础压力传感器 (ABP) 系列用于测量空气或液体管道的压力。凭借总误差带测量确保精度，这些传感器具有全面的测量能力，包括环境因素及其他参数。它们还具有极高的精确性，误差率仅为全量程的∓1.5%或 BFSL 的∓0.25%。

随着当今机器人技术的复杂性和性能不断提升，对更可靠、精确的传感系统的需求也在增长。如今，越来越多的系统采用了闭环控制，实现了更快速的系统响应和基于数据驱动的无误操作。而在全球疫情仍在持续的情况下，机器人和全自动化的使用更加突显了反馈系统的可靠性和效率的重要性。本文将探讨霍尼韦尔在压力和力传感解决方案方面的产品组合及其在机器人应用中的作用，特别是在包装或仓库操作中的使用，以及该解决方案如何提供更大的精度和可靠性。

霍尼韦尔的传感器提供可靠性和高精度

传统上，物理切换机制常被用于运动控制平台的反馈。此类方法的最大缺点之一是长期疲劳，通常会导致随着时间推移精度或功能的下降。

霍尼韦尔的FMA力传感器（如图1所示），可以集成到机器人抓手中，用于帮助识别施加在物体上的力，从而确保安全/精确的抓取。这些传感器是专门研发以应对这个问题的。由于压阻元件、校准、温度补偿以及直接机械连接（包括管路、膜片或柱塞），FMA系列力传感器提供了长期稳定、可重复的性能，并具备可靠的机械接口。疲劳效应不会影响其读数，与其他类似的传感器如弹簧相比，这一特性使其减少停机时间并提高生产效率。

谈到温度补偿，放大基本压力 (ABP) 系列压力传感器（通常用于测量气体或液体的管路压力以实现控制、动力或润滑）在其补偿温度范围内提供了更全面的性能测量。大多数传感平台宣传的精度规格通常不包括环境因素和其他参数，而ABP系列采用了一种包含所有因素的单一精度规范，称为总误差带 (TEB)。该规范定义了传感器可能经历的最大误差，对于这一系列来说，其表现为业界领先的满量程 ±1.5% 总误差带和满量程 ±0.25% 最佳拟合直线 (BFSL)。图 2 展示了 BFSL 和 TEB 之间的区别，同时还显示了总补偿压力范围内的 TEB。这种全特性化的输出和精度减少了对每个传感器和配置的测试与校准，从而降低了制造成本并改善了系统间的可变性。由于零件间的变化极小，这也使得传感器的互换性更加灵活。

虽然 ABP 系列支持电路板级配置，但如图 3 所示，封装压力变送器的媒体隔离压力 (MIP) 系列在紧凑、不锈钢、密封结构中提供了重型测量功能。该传感器旨在适应宽范围的恶劣环境，并且与 ABP 系列一样，在整个 -40˚C 至 125˚C 的温度范围内具有高达 ±0.75% 满量程的出色总误差带 (TEB) 和 ±0.15% 满量程的 BSFL。由于其坚固性，它可以在电磁场存在下可靠运行，同时无需使用内封件即可支持几乎所有类型的液体和气体介质。其广泛的应用领域和运行环境包括工业泵、暖通空调 (HVAC) 系统、液压系统、交通运输和医疗系统。

FMA、ABP 和 MIP 系列设备的更多优势

虽然诸如包装机器人这样的应用极大地受益于可靠性和准确性的提升，但还有许多其他特性需要考虑。

例如，FMA微型力传感器的外形非常紧凑（4.5 × 5 × 2.15 mm），这有助于在空间受限的配置中如抓取组件中使用。此外，其数字输出（I2C或SPI）使设计人员能够将无线传输集成到控制器中，从而避免笨重的电缆组件和线路布置的需求。除了无线传输功能外，数字接口还允许传感器直接连接到定制电路或嵌入式处理器，无需进行任何重大重新设计。而诊断功能能够帮助用户检测传感器是否正常工作，通过检测内部短路或断路，大大有助于解决系统错误和故障问题。该力传感器可承受高达其力范围的3倍负载而不会影响其正常操作范围内的精度和重复性。

ABP压力传感器还提供数字接口（24位I2C或SPI），支持灵活的定制连接，同时具备物联网（IoT）兼容接口。此外，该系列传感器提供了非常广泛的压力范围和机械接口，支持干气体和液体介质的应用。这为用户提供了多种选择，帮助根据所需的范围和精度要求专门设计应用。此外，传感器的超低功耗（在1Hz测量频率下，典型平均功耗低至0.01mW）非常适合用于受限供电的系统。

MIP传感器几乎可以在任何恶劣环境中运行，具有显著特点，如长期稳定性、绝缘电阻和介电强度、抗外部冻融以及优秀的EMC性能。在为设计师提供可靠选择的同时，也提供了极大的价值。多种配置选项为应用提供灵活性，无需前期NRE费用或工具费用。而在关键应用中，板载诊断功能有助于确定内部和外部故障模式。

除了上述列出的功能之外，这些传感器系列都拥有极其优秀的循环使用寿命。FMA 和 ABP 传感器保证至少 1,000,000 次循环，而 MIP 设备则可实现超过 10,000,000 次压力循环。

应用、示例和参考资料

对于需要更多信息和支持以将这些传感器集成到应用中的设计人员，Honeywell 提供了关于安装、数字/模拟接口、传感器选择、环境变量指南、校准及诊断功能/公式、伪代码片段以及如何利用许多其他功能的相关文档。

图4例如展示了一个关于如何使用校正实施自动零点校准程序的ABP传感器系列流程图。这取自其关于自动零点校准的技术说明。同时，还展示了一些实际数据，描述了该程序在含有大偏移量的应用中实施前后的效果。

针对 FMA 传感器，现有许多技术文档可协助完成电气和机械集成过程。《微力传感器耦合技术说明》详细描述了如何最好地将传感器机械耦合到您的系统中，包括关于常见的耦合和安装问题的说明，以及相关示例和支持的公式。图 5 显示了该传感器最佳对齐方式的可视化图解。

与 ABP 和 FMA 传感器一样，MIP 传感器也有许多支持文档，可帮助轻松将其集成到定制配置中，例如应用说明，描述了如何使用 MIP 传感器来提供系统压力的连续监测和反馈（图 6）。以下示例中，传感器读数用于帮助控制和调节冷媒的流量，同时提供蒸发器和压缩机出口的数值读数。

综上所述，随着生产和运营越来越依赖机器人技术，特别是在全球疫情等特殊情况下，工业自动化行业对更可靠和更高精度的系统需求正在增长。可靠性通常意味着更持久、维护成本更低的系统，而更高的精度通常能够实现更高效、更强大的运行。霍尼韦尔的压力和力感测平台专为满足这些需求而开发，从概念构想到机械集成，各个阶段都有许多支持文档可供参考。了解这些感测平台如何为您的系统设计带来优势吧！