HYDAC 压力传感器 HDA4745 系列 技术全解

HYDAC 压力传感器 HDA4745 系列 技术全解

HDA4745 系列是 HYDAC（贺德克）HDA4700 家族的核心产品，采用不锈钢膜片 + 薄膜 DMS（差动膜片应变片） 技术，具备高精度（≤±0.5% FS）、高稳定性（长期漂移≤±0.2% FS / 年） 和宽温适应性（-40℃~+125℃） 特点，广泛应用于工业液压、工程机械、能源设备等领域的压力监测与控制。

一、核心概念与型号编码规则

1.1 基本定义

HDA4745 是一款电子压力变送器，将流体压力信号转换为标准电信号（4-20mA/0-10V），实现压力的实时监测、远程传输与闭环控制，是工业自动化系统的关键感知元件。

1.2 型号编码解析（以 HDA4745-A-250-000 为例）

代码段    含义    可选值 / 说明

HDA4745    产品系列    HDA4700 家族标准型

A/B    机械接口类型    A：G1/4 外螺纹（ISO 1179-2）

B：其他特殊接口

250    量程（bar）    06/16/40/100/250/400/600 等

000    标准配置    000：基础型（4-20mA，两线制）

AH1：数字输出

S00：船用认证

附加代码    特殊功能    K：防爆认证（Ex d/Ex ia）

Z：高温型（-40℃~+125℃）

L：低温型（-55℃~+80℃）

二、工作原理与核心组件

2.1 工作原理

压力感应：流体压力作用于不锈钢膜片，产生弹性变形

应变转换：膜片上的 DMS 应变片将变形转换为电阻变化，形成惠斯通电桥输出

信号调理：内置 ASIC 芯片将电桥信号放大、滤波、温度补偿，转换为标准电信号

输出传输：4-20mA（两线制）或 0-10V（三线制）信号输出，支持远距离传输（最长 1000m）

2.2 关键组件功能

组件    核心功能    技术特性

不锈钢膜片    压力敏感元件    材质：1.4404（316L），厚度 0.1-0.3mm，耐腐蚀性强

薄膜 DMS 应变片    信号转换核心    温度系数：≤±0.01% FS/℃，线性度：≤±0.1% FS

ASIC 信号处理芯片    信号放大与补偿    集成温度补偿（-10℃~+70℃），抑制零点漂移

金属外壳    防护与散热    压铸铝材质，防护等级 IP67，抗振动（10g，10-2000Hz）

电气接口    信号输出    DIN EN 175301-803（3 针 + PE），配防水连接器

三、技术参数与性能指标

3.1 核心技术参数表

参数类别    标准值    精密型    特殊说明

量程范围    0-6bar~0-600bar    0-1bar~0-1000bar（定制）    覆盖液压 / 气动 / 高压容器全场景

精度等级    ≤±0.5%FS    ≤±0.25%FS    包含非线性、滞后、重复性误差

长期稳定性    ≤±0.2% FS / 年    ≤±0.1% FS / 年    25℃环境下测试

输出信号    4-20mA（两线制）    0-10V（三线制）/ 数字信号    4-20mA 抗干扰能力强，适合长距离传输

供电电压    10-30VDC    12-24VDC（推荐）    两线制：电压降≤2V（20mA 时）

工作温度    -40℃~+100℃    -40℃~+125℃（高温型）    存储温度：-55℃~+150℃

温度漂移    ≤±0.5% FS（全温区）    ≤±0.3%FS（-10℃~+70℃）    温度补偿范围：-10℃~+70℃

过压能力    150% FS（短期）    200% FS（特殊型）    持续过压会损坏膜片

防护等级    IP67    IP69K（定制）    防灰尘、防短时浸水（1m，30 分钟）

响应时间    ≤1ms（90% 阶跃）    ≤0.5ms（高速型）    动态压力监测适用

介质兼容性    油、水、气体、弱腐蚀性流体    强腐蚀性流体（需定制 PTFE 涂层）    避免含氯 / 氟离子浓度 > 1000ppm 介质

四、安装规范与要求

4.1 机械安装要点

安装位置选择：

避免安装在泵出口（≥1.5m）和剧烈振动区域（如泵体、管路弯头）

优先垂直安装，膜片朝下（防止气泡积聚影响测量精度）

预留维护空间：传感器周围≥20cm，上方≥30cm

避免阳光直射和热源（距离≥50cm），高温环境需加装隔热板

螺纹连接规范：

接口：G1/4 外螺纹，配 PTFE 密封带（缠绕 3-5 圈，尾部留白 1-2 牙）

扭矩控制：15-20N・m（避免膜片变形）

密封面清洁：安装前去除油污、杂质，防止密封不良

严禁使用密封胶（可能污染介质并损坏膜片）

振动与冲击防护：

强振动环境（如压铸机）：加装减震支架或选用 HDA4745-B 型（加强抗振）

冲击工况：安装缓冲器，限制压力冲击≤1000bar/ms

4.2 电气安装规范

HYDAC 压力传感器接线方式：

两线制（4-20mA）：电源 + 信号共用两根线，无需单独接地线

三线制（0-10V）：电源正、信号正、公共地

屏蔽要求：信号电缆使用屏蔽双绞线，屏蔽层单端接地（控制室端）

布线要求：

电源电缆线径≥1.5mm²，信号电缆线径≥0.5mm²

与动力电缆（如电机、加热器）分开敷设（间距≥20cm），交叉时呈 90° 角

避免靠近变频器、接触器等强电磁干扰源

防爆安装（危险区域）：

选用带 K 代码的防爆型（Ex d 隔爆型适用于 0 区 / 1 区，Ex ia 本质安全型适用于 2 区）

电缆穿防爆挠性管，格兰头密封等级 IP66

接地电阻≤4Ω，符合 IEC 60079 标准

五、选型指南（五步法）

5.1 选型核心原则

量程匹配 + 精度适配 + 环境兼容 + 功能定制，避免量程过大（精度下降）或过小（易损坏）。

5.2 详细选型步骤

步骤    关键参数    选型要点    推荐配置

1. 确定量程    系统最大工作压力    量程 = 最大压力 ×1.2（安全系数）

常规压力：0-100/250bar

高压系统：0-400/600bar    HDA4745-A-250-000（250bar）

2. 精度要求    压力波动允许值    精密控制：≤±0.25% FS

一般控制：≤±0.5% FS    标准型（±0.5% FS）/ 精密型（±0.25% FS）

3. 输出信号    控制器接口类型    长距离（>100m）：4-20mA

短距离：0-10V

智能系统：数字信号（AH1）    4-20mA（基础型）

4. 环境适配    温度 / 振动 / 防爆    高温（>80℃）：选 Z 型

强振动：选 B 型 + 减震支架

防爆区域：选 K 型    标准型（-40℃~+100℃）

5. 特殊功能    认证 / 介质 / 安装    船用：选 S00 认证

强腐蚀：选 PTFE 涂层

狭小空间：选紧凑型    基础型（000）

5.3 典型应用场景选型推荐

应用领域    核心需求    推荐型号    备注

工业液压系统    动态压力监测，精度 ±0.5% FS    HDA4745-A-250-000    适配注塑机、液压机

工程机械    抗振动（10g），宽温    HDA4745-B-400-000    挖掘机、起重机

能源设备    高压（400bar），长寿命    HDA4745-A-400-K    风电变桨、石油钻井

食品饮料    卫生级，耐腐蚀    HDA4745-A-100-000（不锈钢外壳）    选用食品级密封（EPDM）

船舶行业    船用认证，抗盐雾    HDA4745-A-160-S00    符合 DNV、ABS 标准

六、调试与校准流程

6.1 调试前准备

检查安装：确认螺纹连接紧固（15-20N・m），电气接线正确

介质准备：系统油液清洁度达 NAS 1638 Class 7，无气泡

电源检查：电压稳定（12-24VDC），纹波≤5%

测试设备：高精度万用表（分辨率≥0.1mA）、标准压力源

6.2 校准步骤

步骤    操作内容    技术要求

1. 零点校准    施加 0 压力，测量输出电流    4mA±0.02mA，偏差超调整零点电位器

2. 满量程校准    施加 100% FS 压力，测量输出电流    20mA±0.02mA，偏差超调整增益电位器

3. 线性度测试    施加 25%/50%/75% FS 压力，记录输出    非线性误差≤±0.5% FS

4. 温度补偿测试    在 - 10℃~+70℃范围内测试零点和满量程    温度漂移≤±0.5% FS

5. 稳定性测试    施加 50% FS 压力，连续监测 24 小时    输出波动≤±0.1% FS

6.3 常见调试问题与解决

问题现象    可能原因    解决方案

输出信号不稳定    1. 介质含气泡

2. 振动过大

3. 电源纹波大    1. 排气处理

2. 加装减震支架

3. 增加电源滤波器

零点漂移    1. 温度变化大

2. 安装应力

3. 膜片污染    1. 重新校准

2. 松开后重新紧固（扭矩 15N・m）

3. 清洁膜片

输出信号超差    1. 量程选择错误

2. 校准不当

3. 膜片损坏    1. 更换合适量程型号

2. 重新校准

3. 更换传感器

七、故障诊断与维护

7.1 常见故障及解决方案

故障现象    可能原因    排查步骤    解决方案

无输出信号    1. 无供电电压

2. 电缆断路

3. 内部电路损坏    1. 测量供电电压（10-30VDC）

2. 检查电缆连续性

3. 用万用表测量传感器电阻（正常：500-1000Ω）    1. 修复供电回路

2. 更换电缆

3. 返厂维修

输出信号偏低    1. 压力未达到量程

2. 膜片堵塞

3. 放大器故障    1. 检查系统压力

2. 拆卸清洁膜片（用无水乙醇）

3. 测试放大器输出    1. 调整系统压力

2. 清洁或更换膜片

3. 更换放大器模块

输出信号波动大    1. 介质中有气泡

2. 管路振动

3. 电磁干扰    1. 排气处理

2. 加装缓冲器 / 减震支架

3. 检查屏蔽接地    1. 增加排气阀

2. 优化管路固定

3. 确保屏蔽层单端接地

精度下降    1. 长期漂移

2. 温度影响

3. 膜片磨损    1. 重新校准零点和增益

2. 检查环境温度（-40℃~+100℃）

3. 目视检查膜片是否有划痕 / 变形    1. 定期校准（每 6 个月）

2. 加装隔热 / 加热装置

3. 更换膜片组件

7.2 预防性维护计划

日常检查：

观察输出信号稳定性（波动≤±0.3% FS）

检查安装位置是否有泄漏、振动异常

环境温度是否在正常范围（-40℃~+100℃）

定期维护：

每 3 个月：清洁传感器表面，检查电缆连接紧固度

每 6 个月：校准零点和增益，记录漂移值（≤±0.2% FS / 年）

每年：拆卸检查膜片（无划痕、变形），更换密封件

每 2 年：全面性能测试，必要时返厂校准

特殊环境维护：

腐蚀性介质环境：每 3 个月检查膜片腐蚀情况

高温环境：每 2 个月检查温度漂移（≤±0.5% FS）

防爆区域：每年检查防爆认证有效性