22Июн

Принцип работы датчика давления: Датчики давления компании Smartec

Содержание

Датчики давления компании Smartec

Датчики давления компании Smartec

Принцип работы

 

Датчики давления основаны на принципе изгиба мембраны, вызванном давлением жидкости или газа. На мембрану нанесен очень тонкий проводящий экранированный слой, который повторяет изгибы мембраны. Этот прогиб можно измерить двумя разными способами:

  • Проводящий (и резистивный) слой на мембране и опорный слой в корпусе датчика образуют конденсатор, деформация его обкладок вызывает изменение  емкости, которое может быть измерено
  • Сопротивление проводящих слоев изменяется при изгибе мембраны. Специальная механическая компоновка из четырех резистивных структур образовывает устойчивый мост Уитстона, сопоставимый с классическими тензометрическими датчиками

На практике широко используются оба способа измерения давления. Линейка датчиков давления Smartec основана на резистивной структуре, экранированной на мембране.

 

Принцип действия датчика давления

Емкостное измерение на основе тензометрического резистора на изгибающейся мембране

 

Изгиб мембраны (а также слоя) очень мал (

В общем случае экранированные резисторы также чувствительны к температуре, что приводит к необходимости компенсации температурных эффектов.

 

Типы датчиков давления

 

Мембрана изогнется, если есть разница давления с обеих её сторон. Существует три типа датчиков: относительного давления, абсолютного давления и дифференциального давления. У каждого типа есть конкретная областью применения.

Вкратце:

  • Датчик относительного давления измеряет разность давления среды и атмосферного давления, поэтому одна сторона мембраны всегда сообщается с атмосферой
  • Датчик абсолютного давления измеряет разность давления среды и вакуума, поэтому в подмембранном объеме создается вакуум
  • Дифференциальный датчик давления измеряет разность между двумя приложенными давлениями

 

 

Датчик относительного давления

 

На рисунке показана схема датчика относительного давления. С одной стороны  мембраны находятся жидкость или газ под давлением, которое должно быть измерено, а с другой давление на мембрану равно атмосферному. Это означает, что измеренное давление соотносится с атмосферным. Такое отверстие, соединяющее подмембранный объем с атмосферой, обычно называют вентиляционным.

 

Принцип работы датчика относительного давления

 

Единственным интерфейсом между «внешним миром» и находящейся под давлением средой является мембрана. Если эта мембрана повреждена (например, из-за ударного давления), сторона под давлением непосредственно соединяется с вентиляционным отверстием, начинается выброс газа или жидкости, что может привести к опасной ситуации. Для измерения давления опасных газов этот тип датчика не используется, вместо этого применяют датчики абсолютного типа.

Все датчики относительного давления имеют вентиляционное отверстие, которое соединяет одну сторону мембраны с атмосферой. Если это отверстие закрыто или забито из-за загрязнения, могут возникнуть ошибки считывания. Если этот тип датчиков установлен в прочный корпус, вентиляционное отверстие должно всегда оставаться открытым.

Типичное применение датчиков такого типа – измерение давления в шинах.

 

Датчики абсолютного давления

 

Данный тип не имеет вентиляционного отверстия, а в подмембранном объеме создан вакуум. На рисунке показан принцип датчика абсолютного давления.

 

Принцип работы датчика абсолютного давления

 

Очень сложно создать такую «камеру» с абсолютным вакуумом (фактически она и не существует). Однако давление в вакуумной контрольной камере датчиков Smartec очень низкое (25.10

-3 торр или 5.10-4 PSI).

Для предотвращения возмущающих эффектов от различий в температурах в «почти» вакуумной камере, вакуум должен быть высоким. При нагревании давление в вакуумной камере будет увеличиваться.

Такие датчики подходят для использования во взрывоопасных зонах. Корпус может быть полностью закрыт и установлен, например, в резервуар под давлением. На случай образования трещин в мембране (например, из-за ударного давления), к среде подключена только вакуумная камера. При повреждении датчика не возникнет опасной ситуации. Особым типом датчика абсолютного давления является барометрический датчик. Этот датчик можно рассматривать как абсолютный с ограниченным диапазоном. В принципе, этот диапазон составляет от примерно 1 до 0 Бар. Но для большего разрешения барометрические датчики рассчитаны на диапазон 1 — 0.8 Бар и обычно используются для измерения атмосферного давления.

Данный тип датчиков используется, например, для измерения давления в газобаллонном оборудовании топливных систем автомобилей.

 

Датчики дифференциального давления

 

Дифференциальный датчик имеет входы на каждую сторону мембраны, один для положительного давления, а другой для отрицательного. Изгиб мембраны связан с разницей давлений на каждой стороне. На рисунке показан принцип работы датчика дифференциального давления.

 

Принцип работы датчика дифференциального давления.

 

 

Типы выходного сигнала

 

Только датчики Smartec с мостовым выходом необходимо компенсировать пользователю. В другие версии с аналоговым и цифровым выходом компенсация встраивается на производстве. Температурная компенсация управляется с помощью встроенного сигнального процессора, поэтому нет необходимости встраивать в решение внешнюю компенсацию.

 

Мостовой выходной сигнал

 

Выход моста Уитстона имеет определенное значение в случае отсутствия давления или в случае отсутствия разницы в давлении по обеим сторонам мембраны. Это значение называется смещением (offset). Диапазон давлений (от минимального до максимального), который может использоваться датчиком, называется рабочим.

Мост Уитстона не только чувствителен к изгибу мембраны, но и к изменениям температуры. Это означает, что для точного измерения необходимо компенсировать температурные эффекты для смещения и сдвига рабочего диапазона (при наличии давления). Поэтому указывается изменение смещения на изменение температуры, а также температурные коэффициенты рабочего диапазона. Если требуется более низкая точность, выходное напряжение моста может использоваться без компенсации.

 

Аналоговый выходной сигнал

 

Датчики давления Smartec с аналоговым выходом имеют встроенную термокомпенсацию. Это означает, что датчики с аналоговым выходом очень точны и  имеют стабильное смещение. Из-за обработки сигнала внутри устройства происходит некоторая задержка между физическим изменением давления и изменением выходного сигнала. Обычно эта задержка находится в диапазоне от 1 до 2 мс.

В аналоговой версии датчика дифференциального давления требуется дополнительное определение в месте, где давление на оба порта одинаковое. Разность давлений равна нулю. В этом конкретном случае выходное напряжение (смещение) может находиться в «среднем» (halfway Gnd и Vcc), или выходное напряжение смещения может быть равно нулю (уровень GND). Первая вариант называется дифференциальным, а второй называется единичным. Это означает, что дифференциальное давление может быть измерено только в одном направлении.

 

Цифровой выходной сигнал

 

Разрешение датчиков данного типа – 14 бит. В терминах передачи данных это означает, что есть два слова по 8 бит каждое. Верхние два бита наивысшего байта данных не используются и всегда равны нулю. Необходимо помнить, что точность датчиков ограничена физической структурой элемента и оцифровка (14 бит), никогда не сможет улучшить аналоговую точность датчика.

 

Важные понятия

 

Абсолютное давление — это давление относительно вакуума.

Атмосферное давление – это внешнее давление относительно абсолютного вакуума. Такое давление зависит от географического положения, высоты и погодных условий. Также называется барометрическим давлением.

Относительное давление – это давление относительно атмосферного давления.

Дифференциальное давление – разность давлений между двумя точками.

Смещение – разница между выходным сигналом при текущем и нулевом значении давления.

Линия наилучшего соответствия – математически полученная прямая линия лучше всего подходящая для мультиизмерения определенных уровней давления. Из каждой точки давления выходное значение усредняется. Прямая берется по минимальной квадратичной ошибке.

Нулевое смещение (рабочая точка)

 – это выходное значение при давлении 0 psi (вакуум) для датчика абсолютного давления, для относительных нулевое смещение – это выходное значение, когда измеряемое давление равно атмосферному, а для дифференциальных датчиков, когда давления с обоих портов равны между собой.

Рабочий диапазон – это разность между максимальным и минимальным значением давления.

Точность — отклонение между лучшей прямой линией и кривой полученной на основе реальных тестов. В точность также включены все погрешности. Выражается в процентах от полной шкалы (FSO).

Ратиометрический сигнал —  означает, что выход датчика (аналог) связан с напряжением питания. Это означает, что если Vcc падает на 10% выходное напряжение также падает на 10%.

Время отклика – время необходимое для установления величины равной 95% от реальной.

 

Датчики давления. Виды и работа. Как выбрать и применение

Датчики давления являются устройством, выдающим сигналы на выходе, зависящие от давления измеряемой среды. Сегодня не обходятся без точных датчиков определения давления. Они применяются в автоматизированных системах всех отраслей промышленности.

Классификация и принцип работы

Многие датчики давления функционируют на преобразовании давления в движение механической части. Кроме механических элементов (трубчатые пружины, мембраны) для замеров используются тепловые и электрические системы. Электронные элементы дают возможность осуществить производство датчиков давления на электронных элементах.

Датчик давления состоит из:

  • Первоначальный преобразователь вместе с чувствительным элементом.
  • Корпус датчика, имеющий разные конструкции.
  • Электрическая схема.
Волоконно-оптические

Этот тип датчиков считается самым точным в работе, которая не имеет большой зависимости от изменений температуры. Элементом точной чувствительности действует оптический волновод. Давление в волоконно-оптических приборах определяется путем поляризации света, прошедшего по элементу чувствительности, и колебаниям амплитуды.

Оптоэлектронные датчики давления

Датчики давления состоит из нескольких слоев, через которые проходит свет. Один слой меняет свойства от величины давления среды. Меняются 2 параметра: величина преломления и размер слоя. Методы изображены на рисунках.

При изменении свойств будет изменяться характеристика света, проходящего через слои. Фотоэлемент производит регистрацию изменений. Преимуществом оптоэлектронных приборов стала высокая точность.

Датчики легко определяют давление, имеют повышенное разрешение, чувствительность, стабильны к действию температуры. Перспективность оптоэлектронных приборов обуславливается работой на интерференции света, использованием интерферометра для замера малых перемещений. Основные составляющие элементы датчика – кристалл оптического анализатора с диафрагмой, фотодиод и детектор. Детектор составляют три светодиода.

К 2-м фотодиодам прикреплены оптические фильтры, которые имеют отличия по толщине. Фильтры состоят из кремниевых зеркал, имеющих отражение от лицевой части поверхности, которые имеют слой оксида кремния. Поверхность напылена слоем алюминия малой толщины.

Световой преобразователь подобен емкостному датчику. Его диафрагма смоделирована способом травления, которая покрыта металлическим тонким слоем. Стеклянная пластина снизу покрыта металлическим слоем. Между подложкой и стеклом есть промежуток, образованный двумя прокладками.

Два металлических слоя образуют интерферометр с изменяемым воздушным промежутком. В его состав вошли: зеркало на стекле стационарного вида и меняющее положение зеркало на мембране.

На подобной основе изготавливают чувствительные датчики размером 0,55 мм. Они легко проходят через ушко иглы.

Оптическое волокно взаимосвязано с сенсором. В нем с помощью управления микропроцессора подключается монохроматический свет, который вводится в волокно. Делается замер интенсивности обратного света, по калибровке рассчитывается наружное давление и результат показывается на экране. Сенсоры используют в медицине для проверки давления внутри черепа, измерения кровяного давления в артериях легких. Другими методами в легкие добраться невозможно.

Магнитные

Магнитные датчики давления еще называют индуктивными. Элементом чувствительности служит Е-пластина, в центре расположена катушка, и проводящая мембрана. Она расположена на малом расстоянии от конца пластины. При подсоединении обмотки образуется магнитный поток, он идет через пластину, промежуток воздуха и мембрану.

Магнитная проницаемость воздуха в зазоре в 1000 раз слабее мембраны и пластины. Малое изменение параметра зазора приводит к значительному изменению индуктивности.

При воздействии давления мембрана изгибается, сопротивление катушки меняется. Преобразователь переводит изменение в сигнал тока. Измерительный рабочий элемент преобразователя сделан по схеме моста, обмотка включена в плечо. АЦП подает сигнал от элемента измерения в виде сигнала от давления.

Емкостные

Датчики давления самой простой конструкции, состоящий из плоских электродов (2 шт.) с зазором. Электрод сделан мембраной, на нее давит измеряемое давление. Меняется размер зазора. Такой вид датчика образует конденсатор с меняющимся зазором. Величина емкости конденсатора меняется при изменении промежутка от пластин или от электродов в данном случае.

Для определения очень небольших изменений давления приборы наиболее применимы и эффективны. Они дают возможность произвести замеры избыточного давления в различной среде. На предприятиях при выполнении технологических процессов, в которых задействованы системы воздушного и гидравлического оборудования, в насосах, компрессорах, на станках емкостные датчики нашли широкое применение. Датчик емкостного вида имеет конструкцию, которая имеет стойкость к вибрациям, скачкам температуры, защищена от химической и электромагнитной среды.

Ртутные

Также простая конструкция прибора. Действует по закону о сообщающихся сосудах. На одну емкость давит давление, которое нужно измерить. По величине другого сосуда – определяется давление.

Пьезоэлектрические

Элементом чувствительности в этом датчике служит пьезоэлемент. Это вещество, создающее электрический сигнал во время деформации. Такое свойство называется прямым пьезоэффектом. В измеряемой области находится пьезоэлемент, который образует ток, прямо зависящий от значения давления. Сигнал в датчике из пьезоматериала образуется только при деформации. При неизменном давлении нет деформации, поэтому датчик годен только для проведения замеров среды с быстро изменяемым давлением.

Если давление не будет изменяться, то не будет деформации, пьезоэлектрик не сгенерирует сигнал.

Пьезоэлектрики нашли использование в первичных преобразователях потока водяных вихревых счетчиков, и других сред. Их устанавливают парами в трубу с проходом в несколько сотен мм за предметом обтекания. Фиксируют вихри. Количество и частота вихрей прямо зависят от скорости потока и расхода по объему.

Пьезорезонансные датчики давления

В отличие от вышеописанного вида датчика здесь применяется обратный пьезоэффект, то есть, форма материала пьезоэлемента изменяется от тока подачи. Применяется резонатор в виде пластины из пьезоматериала. На пластину с двух сторон нанесены электроды. На них подключается по очереди напряжение питания с разным знаком, пластина производит изгиб в обе стороны в зависимости от полярности поданного напряжения и частоты.

Если воздействовать на пластину силой, чувствительной мембраной к давлению, то резонатор изменит частоту колебаний. Частота резонатора укажет значение давления на мембрану, которая оказывает давление на резонатор.

На рисунке изображен пьезорезонансный датчик с абсолютным давлением, который сделан герметичной камерой 1. Она достигается корпусом 2, основанием 6, мембраной 10. Мембрана крепится на электронную сварку к корпусу. Держатели закреплены на основании перемычками. Силочувствительный резонатор удерживает держатель.

Мембрана 10 давит на втулку 13 и шарик 6, который закреплен в держателе. Шарик давит на чувствительный резонатор 5. Проводка закреплена на основании 6, необходима для слияния резонаторов с генераторами. Сигнал на выходе абсолютного давления образуется по схеме путем разности генераторных частот. Датчик находится в активном термостате 18 с неизменной температурой 40 градусов. Давления для измерения поступает через штуцер 12.

Резистивные датчики давления

Другим названием этот датчик называется тензорезистор. Это элемент, который меняет собственное сопротивление при деформации. Такие тензорезисторы монтируют на мембрану, которая чувствительна к изменяющемуся давлению. В результате при приложении силы на мембрану происходит ее изгиб, из-за этого изгибаются тензорезисторы, которые на ней закреплены. На тензорезисторах меняется сопротивление и значение тока цепи.

Растяжение элементов из проводников на каждом тензорезисторе ведет к увеличению длины и снижению сечения. В итоге сопротивление повышается. При сжатии процесс происходит наоборот. Изменения сопротивления незначительные, поэтому для обработки сигнала применяются усилители. Деформация переделывается в изменение сопротивления проводника или полупроводника, а затем в сигнал тока.

Тензорезисторы выполнены в виде проводящего зигзагообразного элемента, или из полупроводника, который расположен на гибкой подложке, приклеенной к мембране. Подложка сделана из слюды, полимерной пленки или бумаги. Элемент проводника – из полупроводника, тонкой проволоки или фольги, напыленных на металл в вакуумном состоянии. Чувствительный элемент соединяют с цепью измерения выводами из проволоки или площадками контактов. Тензорезисторы чаще имеют размер площади до 10 мм2. Они более подходят для замера давления, веса, силы нажатия.

Как выбрать
  • Тип давления. Важно определить, что вы будете измерять. Есть несколько типов давления: барометрическое, избыточное, вакуумное, относительное, абсолютное.
  • Интервал разбега давления.
  • Класс защиты датчика. Для разных условий работы определены свои степени защиты от пыли и влаги.
  • Термокомпенсация. Эффекты температуры: например, расширение предметов, создают значительные помехи на результат измерения датчика. Если температура всегда изменяется в среде, то нужна термокомпенсация. Про границы температур тоже нельзя забывать.
  • Вид материала. Свойства материала играют значительную роль для агрессивных условий.
  • Тип сигнала выхода. Бывают цифровой вид и аналоговый. Нужно также учесть интервалы выхода сигнала, количество проводов.
Похожие темы:

Принцип работы датчика давления воды

Датчик давления

— это устройство, у которого физические параметры изменяются в зависимости от давления измеряемой среды, это могут быть газы, жидкости, пар. При изменении измеряемой среды, в которой находиться датчик давления, меняется и его выходные унифицированный пневматический, электрический сигналы или цифровой код.

Принципы использования датчика давления

Устройство состоит из первичного преобразователя давления, в составе которого чувствительный элемент и приемник давления, схемы вторичной обработки сигнала, различных по конструкции корпусных деталей и устройства вывода.

Основным отличием каждого датчика давления является точность регистрации давления (Диапазоны измерения от 0 … 6 бар до 0 … 60 бар), которая зависит от принципа преобразования давления в электрический сигнал: пьезорезистивный, тензометрический, емкостной, индуктивный, резонансный, ионизационный.

Методы преобразования давления в электрический сигнал
  • тензометрический

Чувствительные элементы датчиков базируются на принципе измерения деформации тензорезисторов, припаянных к титановой мембране, которая деформируется под действием давления.

  • пьезорезистивный

Основаны на интегральных чувствительных элементах из монокристаллического кремния. Кремниевые преобразователи имеют высокую временную и температурную стабильности. Для измерения давления чистых неагрессивных сред применяются, так называемые, Low cost — решения, основанные на использовании чувствительных элементов либо без защиты, либо с защитой силиконовым гелем. Для измерения агрессивных сред и большинства промышленных применений используется преобразователь давления в герметичном металло-стеклянном корпусе, с разделительной диафрагмой из нержавеющей стали, передающей давление измеряемой среды посредством кремнийорганической жидкости.

Ёмкостные преобразователи используют метод изменения ёмкости конденсатора при изменении расстояния между обкладками. Известны керамические или кремниевые ёмкостные первичные преобразователи давления и преобразователи, выполненные с использованием упругой металлической мембраны. При изменении давления мембрана с электродом деформируется и происходит изменение емкости. В элементе из керамики или кремния, пространство между обкладками обычно заполнено маслом или другой органической жидкостью. Недостаток — нелинейная зависимость емкости от приложенного давления.

Резонансный метод — это волновые процессы: акустические или электромагнитные. Это и объясняет высокую стабильность датчиков и высокие выходные характеристики прибора. К недостаткам можно отнести индивидуальную характеристику преобразования давления, значительное время отклика, невозможность проводить измерения в агрессивных средах без потери точности показаний прибора.

Основан на регистрации вихревых токов (токов Фуко). Чувствительный элемент состоит из двух катушек, изолированных между собой металлическим экраном. Преобразователь измеряет смещение мембраны при отсутствии механического контакта. В катушках генерируется электрический сигнал переменного тока таким образом, что заряд и разряд катушек происходит через одинаковые промежутки времени. При отклонении мембраны создается ток в фиксированной основной катушке, что приводит к изменению индуктивности системы. Смещение характеристик основной катушки дает возможность преобразовать давление в стандартизованный сигнал, по своим параметрам прямо пропорциональный приложенному давлению.

  • ионизационный

Ионизационный метод — регистрации потока ионизированных частиц. Аналогом являются ламповые диоды. Лампа оснащена двумя электродами: катодом и анодом, — а также нагревателем. В некоторых лампах последний отсутствует, что связано с использованием более совершенных материалов для электродов. Преимуществом таких ламп является возможность регистрировать низкое давление — вплоть до глубокого вакуума с высокой точностью. Однако следует строго учитывать, что подобные приборы нельзя эксплуатировать, если давление в камере близко к атмосферному. Поэтому подобные преобразователи необходимо сочетать с другими датчиками давления, например, емкостными. Зависимость сигнала от давления является логарифмической.

Регистрация сигналов датчиков давления

Сигналы с датчиков давления являются медленноменяющимися. Это значит, что их спектр лежит в области сверхнизких частот. Для того чтобы с высокой точностью оцифровать такой сигнал необходимо подавить высокочастотную часть спектра, полностью состоящую из помех. Это особенно актуально в промышленных условиях. Специально для ввода медленноменяющихся сигналов используются интегрирующие АЦП. Они проводят измерение не мгновенного значения сигнала (которое изменяется под действием помех), а интегрируют сигнальную функцию за заданный промежуток времени, который заведомо меньше постоянной времени процессов, происходящих в контролируемой среде, но заведомо больше периода самой низкочастотной помехи

Какие отличия датчика давления от манометра?

Манометр — прибор, предназначенный для измерения (а не преобразования) давления. В манометре от давления зависят показания прибора, которые могут быть считаны с его шкалы, дисплея или аналогичного устройства.

Нужен датчик давления?

Для подбора необходимого датчика давления для работы с частотным преобразователем или другим устройством обратитесь по телефону электротехнической компании ЭНЕРГОПУСК: (495) 775-24-55.

Датчики давления

Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

Как правильно выбрать преобразователь давления

Давление, эта важнейшая после температуры физическая величина, является определяющей во многих технологических процессах.

Преобразователи давления предназначены для измерений и непрерывного преобразования давления в унифицированный выходной сигнал постоянного тока, напряжения или в цифровой сигнал.

Используются датчики в регуляторах и других устройствах автоматики в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами в системах водообработки, отопления, вентиляции и кондиционирования; гидравлических системах, холодильной технике, расходомерах и счетчиках; дизельных двигателях; тормозных системах; уровнемерах, в испытательных стендах и т.д.

Индустриальные измерения и контрольно-измерительная аппаратура применяются во всех областях промышленности — от атомной до пищевой и фармакологической; соответственно, везде нужны и преобразователи давления и преобразователи уровня.

Принцип действия датчиков основан на упругой деформации чувствительного элемента (сенсора), на который нанесены полупроводниковые тензорезисторы, включенные по схеме моста Уинстона. Измеряемое давление подводится через штуцер в рабочую полость датчика и вызывает деформацию диафрагмы. Это приводит к изменению геометрии резисторов, находящихся с ней в тесной механической связи и изменению их сопротивления. Происходит преобразование приложенного давления (механический вход) в изменение сопротивления (электрический выход).

Мы предлагаем следующий алгоритм, чтобы правильно подобрать датчик для Вашего применения:

1. Тип измеряемого давления

Преобразователи давления измеряют разность двух давлений, воздействующих на измерительную мембрану (чувствительный элемент) датчика. Одно из этих давлений — измеряемое, второе — опорное, то есть то давление, относительно которого происходит отсчет измеряемого. В зависимости от вида опорного давления все датчики разделяются на следующие виды:

Практически все наши преобразователи давления имеют модификации для измерения как абсолютного так и избыточного (в том числе разряжения) давлений. Подробнее Вы можете ознакомиться в разделе продукция/преобразователи давления.

Преобразователи абсолютного давления
Предназначены для измерения величины абсолютного давления жидких и газообразных сред. Опорное давление — вакуум. Воздух из внутренней полости чувствительного элемента датчика откачан. Например, барометр –частный случай датчика абсолютного давления.

Минимальный доступный у нас для заказа диапазон абсолютного давления с погрешностью 0,1%ВПИ — это 0…50мбар (0…5кПа). Описание на датчик 41X Вы можете увидеть здесь.

Преобразователи избыточного (относительного) давления
Предназначены для измерения величины избыточного давления жидких и газообразных сред. Опорное давление — атмосферное; таким образом, одна сторона мембраны соединена с атмосферой.

Преобразователи дифференциального (разности, перепада) давления
Предназначены для измерения разности давления среды и используются для измерения расхода жидкостей, газа, пара, уровня жидкости. Давление подается на обе стороны мембраны, а выходной сигнал зависит от разности давлений.

В нашей линейке предствалены датчики

  • PD-33X — отличительной особенностью является высокая точность измерения перепада давления, а также возможность исполнения для значений опорного давления до 600бар. При этом измеряемый перепад может составлять всего 0…0,2 бар
  • PRD-33X — эти датчики уникальны способностью выдерживать перегрузки по давления и с положительной и с отрицательной стороны. При диапазоне измерений 0…0,350мбар перегрузка может составлять 35 бар!
  • PD-39X — эти датчики давления имеют особенную конструкцию с двумя сенсорами абсолютного давления. Это обеспечивает повышенную надежность и стойкость к перегрузкам, однако применимы данные датчики только в условиях, когда перепад давления одного порядка с опорным давлением в линии.
  • PD-41X — это сверхчувствительные датчики для измерения перепада давления. минимальный диапазон — это 0…0,5кПа. Это идеальное решения для измерения малых скоростей потока. Дифференциальный преобразователь PD-41X подходит только для неагрессивных газов.

Преобразователи гидростатического давления (преобразователи уровня)
Предназначены для преобразования гидростатического давления контролируемой среды в сигнал постоянного тока. Измеряют давление столба жидкости, зависящее только от его высоты и от плотности самой жидкости. Изменение атмосферного давления компенсируется при помощи капиллярной (дыхательной трубки)

Преобразователи вакууметрического давления (разряжения)
Предназначены для измерения величины вакуумметрического давления жидких и газообразных сред. Опорное давление в этих датчиках также атмосферное. Однако, в отличие от датчиков избыточного давления, измеряемое давление меньше атмосферного, т.е. существует разрежение относительно атмосферы.

Преобразователи избыточного давления-разряжения
Представляют собой сочетание датчиков избыточного и вакуумметрического давлений, т.е. измеряют как давление, так и разрежение, например -1…6 бар. У нас Вы можете заказать абсолютно любой такой диапазон в пределах максимального диапазона измерений конкретного датчика.

2. Среда использования датчика

Для надежной работы датчиков необходимо выбирать материалы элементов, контактирующих с измеряемой средой (мембран, фланцев, кабеля и уплотнительных колец) химически стойкими к этим средам. Например, для различных сред эксплуатации материалом мембран сенсоров может быть нержавеющая сталь, титан, титановый сплав, хастеллой, керамика, Kynar и др. Материал кабеля особенно актуален для погружных гидростатических датчиков давления. Для питьевой воды идеально подойдет полиэтиленовый PE кабель, для не агрессивных промышленных сред полиуретановый PUR. Если же Вы собираетесь использовать датчик в топливе или агрессивной жидкости, то оптимальным решением будет термопластичный эластомер (Hytrel) или тефлон (PTFE). Все эти материалы мы используем и предлагаем в своих модификациях датчиков Келлер.

3. Климатическое исполнение

Преобразователи давления также отличаются по климатическому исполнению. Следует обращать внимание на климатические условия (температура окружающей среды, влажность, прямое попадание воды и солнечных лучей) в месте установки датчика. Они должны соответствовать тем, на которые он рассчитан. Причем очень важно различать две температуры, которые могут оказывать влияние на наш датчик: температура окружающей среды и температура измеряемой среды. Наши преобразователи давления могут работать в условиях окружающей и измеряемой среды от -55 до 150С. Специальные исполнения преобразователей давления способны работать при температурах среды до +300С.

4. Выходной сигнал

Рассмотрим основные типы:

  • Аналоговый выходной сигнал. На выходе из датчика мы имеем непрерывный линейный сигнал по току или по напряжению, который мы можем регистрировать самыми простыми приборами, даже обычным бытовым тестером. 4…20 mA — это самый распространенный выходной сигнал для датчиков во всем мире, также популярными аналоговыми сигналами являются 0…10В, 0,5…4,5В и другие.
  • Цифровой выходной сигнал. На сегодняшний день существует огромное множество различных цифровых сигналов и отдельно останавливаться на них мы не будем. Пожалуй, самым широко используемым является интерфейс RS485 протокол MODBUS. Это открытый протокол, который позволяет объединить в систему до 128 устройств с максимальным расстоянием между ними 1300м.
  • Ратиометрический выходной сигнал. Этот сигнал используется пока достаточно редко, особенно в нашей стране, но с каждым днем он набирает все большую популярность. Особенностью ратиометрического выходного сигнала является зависимость значения сигнала от напряжения питания. Т.е. мы можем говорить, что этот сигнал является безразмерным и представляет собой ничто иное как процентное отношение сигнала питания. Обычно, про датчик с ратиометрическим выходным сигналом говорят 0,5…4,5В ратиометрический (ratiometric), на самом же деле 0,5…4,5В мы имеем только при условии стабильного напряжения питания 5В, поэтому правильно с физической точки зрения говорить: 0,5В/5В…4,5В/5В. Если же напряжение питания изменится, то пропорционально ему изменится и выходной сигнал.

Тип выходного сигнала прежде всего зависит от уже имеющегося оборудования и стоящей перед Вами задачи. Для этого необходимо изучить входы, которые имеют используемые контроллеры, приборы, машины или регуляторы. Все перечисленные сигналы мы используем в наших датчиках давления, а также и многие другие.

Для автономных приборов мы бы посоветовали использовать датчики с цифровым интерфейсом I2C с данными датчиками Вы можете ознакомиться здесь. Если же Вам не удобно работать с цифровым выходом, то лучше использовать датчики с минимальным напряжением питания например 3,5V — это датчики 33X или 5V — это датчики 21Y.

5. Точность измерений

Преобразователи давления имеют различные метрологические характеристики (классы точности) – обычно от 0,05% до 0,5%. Особо точные датчики используются на важных объектах в различных отраслях промышленности. Опционально датчики серии 33x могут иметь основную погрешность до 0,01% ВПИ (доступно только для диапазонов >10 бар).

На рисунке представлен датчик без температурной компенсации и с температурной компенсацией осуществляемой по специальным алгоритмам микропроцессором в преобразователях давления Келлер.

Особое внимание следует уделять стабильности датчиков давления. Ведь даже очень точный датчик спустя нескольких часов работы при температурных циклах в широком диапазоне начинает давать дополнительную погрешность более 0,5%ВПИ. Что говорить, если эти циклы будут продолжаться месяцами и даже годами!

Некоторые виды датчиков давления имеют взрывозащищенное исполнение. Эти модели могут успешно использоваться для определения давления на взрывоопасных объектах с присутствием взрывчатых и легко воспламеняющихся газов и жидкостей. В линейке Келлер представлены как преобразователи с искробезопасной цепью, так и преобразователи со взрывонепроницаемой оболочкой.

Преобразователи давления относятся к измерительной технике и должны проходить обязательные сертификационные испытания. После этого они утверждаются и вносятся в Госреестр средств измерений.

Надеемся, что данный материал поможет Вам лучше ориентироваться при выборе преобразователей давления.

Вы также можете подобрать решение, которое будет актуально именно для Вашей задачи с помощью наших специалистов. Заявку на подбор можно отправить любым удобным Вам способом: через форму обратной связи, по электронной почте [email protected] или же по телефону 8 (800) 777 18 50. 

Преобразователь давления. Общая информация

Преобразователь давления — измерительный прибор, предназначенный для непрерывного измерения давления различных сред и последующего преобразования измеренного значения в унифицированный выходной сигнал по току или напряжению. Преобразователи давления часто называют датчиками давления. Давление определяется как единица силы создаваемая на единицу площади поверхности. В системе СИ единицей измерения давления является Паскаль (Па). Один Паскаль равен силе в один Ньютон, приложенной на площадь в один квадратный метр (Па = Н / м²).

В зависимости от вида измеряемого давления, преобразователи давления делятся на несколько видов.

Преобразователи избыточного давления

Рисунок 1 — Датчик давления общепромышленный PTE5000

Данные преобразователи измеряют давление, создаваемое какой-либо средой относительно атмосферного давления. Этот тип преобразователей давления является самым распространенным и применяется практически во всех отраслях промышленности: ЖКХ, энергетика, водоподготовка, водоочистка, системы отопления, кондиционирования и вентиляции, пищевая промышленность, химия и др.

Для измерения избыточного давления воды, пара, нейтральных жидкостей и газов ООО «КИП-Сервис» предлагает датчик давления общепромышленного назначения PTE5000. Данные датчики широко применяются российскими предприятиями для измерения давления воды в системах котельной автоматики, системах водоснабжения и водоотведения, ЖКХ и других системах, где на первом плане стоит невысокая стоимость оборудования.

Преобразователи абсолютного давления

Рисунок 2 — Датчик давления общепромышленный CER-1

Данные преобразователи измеряют давление, создаваемое какой—либо средой относительно абсолютного разряжения (вакуума). Эти датчики давления не так широко распространены, и используются в основном в химической промышленности. В ассортименте датчиков ООО «КИП-Сервис» преобразователи абсолютного давления представлены серией преобразователей давления CER-8000 и CER-2000 голландской фирмы KLAY-INSTRUMENTS BV, выполненные в корпусе из нержавеющей стали, что актуально именно для химической промышленности. Следует отметить, что данные серии датчиков давления, в зависимости от модификации, могут применяться для измерения и других видов давления.

Преобразователи вакууметрического давления (разряжения)

Рисунок 3 — Преобразователь абсолютного давления. Датчики Klay.

Эти датчики измеряют уровень разряжения (вакуума) относительно атмосферного давления. На сегодняшний день вакуумные процессы находят широкое применение в таких отраслях, как пищевая промышленность (вакуумная упаковка, вакуумный транспорт), металлургическая промышленность и производство РТИ (литье под вакуумом), автомобилестроение и др.

Преобразователи гидростатического давления (гидростатические уровнемеры)

Данные преобразователи представляют собой разновидность датчиков избыточного давления, в том случае, когда последние применяются для измерения гидростатического уровня жидкостей. Преобразователь фактически измеряет давление столба жидкости над ним. Для применения в водоканалах и системах водоочистки в номенклатуре ООО «КИП-Сервис» представлены погружные гидростатические датчики уровня Hydrobar производства фирмы KLAY-INSTRUMENTS BV.

Как было сказано выше, единицей измерения давления в системе СИ является «Паскаль» (Па). На практике в промышленности широко применяются и другие единицы измерения, кроме «Па» наиболее распространенными являются «bar» (бар), «м.в.с.» (метр водяного столба) и «кгс/см²» (килограмм-сила на сантиметр квадратный), а также производные этих единиц: «мбар» (миллибар), «кПа» (килопаскаль), «МПа» (мегапаскаль).

Таблица перевода популярных единиц измерения давления
Единицы Па кПа МПа кгс/см² мм рт.ст. мм вод.ст. бар
1 Па 1 10–3 10–6 10,197 16 
х 10–6
0,007 500 62 0,101 971 6 0,000 01
1 кПа 1 000 1 10–3 0,010 197 16 7,500 62 101,971 6 0,01
1 МПа 1 000 000 1 000 1 10,197 16 7 500,62 101 971,6 10
1 кгс/м2 9,806 65 9,806 65 
х 10–3
9,806 65 
х 10–6
0,000 1 0,073 555 9 1 98,066 5 
х 10–6
1 кгс/см2 98 066,5 98,066 5 0,098 066 5 1 735,559 10 000 0,980 665
1 мм рт.ст. (при 0 °C) 133,322 4 0,133 322 4 0,000 133 322 4 0,001 359 51 1 13,595 1 0,001 332 24
1 мм вод.ст. (при 0 °C) 9,806 65 9,807 750 
х 10–3
9,806 65 
х 10–6
0,000 1 0,073 555 9 1 98,066 5 
х 10–6
1 бар 100 000 100 0,1 1,019 716 750,062 10 197,16 1

Конструкция преобразователей давления

Рисунок 4 — Схема конструкции преобразователей давления

На рисунке снизу приведена общая схема конструкции преобразователей давления. В зависимости от типа датчика, производителя прибора и особенностей применения, конструкция может меняться. Данная схема предназначена для ознакомления с основными элементами типового измерительного преобразователя давления.

  1. Кабельный ввод: Эта часть преобразователя давления используется для герметичного ввода электрического кабеля в датчик. Как правило, используется сальниковый ввод типа PG9, но встречаются и другие варианты подсоединения (например PG16, M20x1,5).
  2. Клеммы: Клеммы необходимы для физического подключения электрических проводов к датчику. На сегодняшний день подавляющее большинство преобразователей давления используют 2-проводную схему подключения с выходным сигналом 4…20 мА.
  3. Плата питания / искорзащиты: Данная плата осуществляет распределение электрической энергии между электронными компонентами датчика. У преобразователей во взрывобезопасном исполнении на данной плате реализуется функция искрозащиты. У недорогих датчиков давления (например, PTE5000), как правило, плата питания и преобразовательная плата совмещены.
  4. Корпус электроники: Часть датчика давления, в которой расположены плата питания и преобразовательная плата. У преобразователей низкой ценовой категории (WIKA, BD Sensors) корпус электроники и корпус собственно датчика представляют одно целое. Наличие отдельного корпуса для электроники характерно только для высококачественных преобразователей давления (например KLAY-INSTRUMETNS, EMERSON, VALCOM, YOKOGAWA).
  5. Преобразовательная плата: Это одна из самых важных частей преобразователей давления. Данная плата осуществляет преобразование сигнала от первичного сенсора в унифицированный электрический сигнал по току или по напряжению.
  6. Корпус датчика: Основная механическая часть, представляющая собой собственно тело преобразователя.
  7. Провода и атмосферная трубка: Провода, как правило, представляют собой кабельный шлейф, соединяющий выводы сенсора и преобразовательную плату. Атмосферная трубка используется в датчиках избыточного и вакууметрического давления для осуществления связи чувствительного элемента (сенсора давления) с атмосферным давлением.
  8. Технологическое соединение: Эта часть преобразователей давления используется для физического подключения датчика к процессу (к трубопроводу, емкости, аппарату). Наиболее распространенным соединением является резьбовое манометрическое подсоединение G1/2″ по стандарту DIN 16288 и резьба М20х1,5. Также широко встречаются соединения G1/4″, G1″, фланцевые соединения. В пищевой промышленности распространены специальные санитарные соединения, например молочная гайка DIN 11851, DRD-фланец, хомуты Tri-clamp. В ассортименте ООО «КИП-Сервис» есть специальные преобразователи давления для применения в пищевой (молочной, пивоваренной) промышленности. Это приборы производства KLAY-INSTRUMENTS BV — датчики давления серии 8000-SAN и интеллектуальные датчики давления серии 2000-SAN, которые полностью удовлетворяют всем требованиям пищевой промышленности по гигиене, точности измерений и температурным режимам. Рисунок 5 — Технологические соединения
  9. Сенсор давления (первичный преобразователь): Сенсор давления — один из ключевых элементов любого преобразователя давления. Данный элемент непосредственно осуществляет преобразование действующего на него давления в электрический сигнал, который потом унифицируется на преобразовательной плате. На сегодняшний день существует несколько способов преобразования давления в электрический сигнал. В промышленности применяются индуктивный, емкостной и тензорезистивный методы преобразования. Самым распространенным является тензорезистивный. Данный метод основан на явлении тензоэффекта в металлах и полупроводниках. Тензорезисторы соединенные в мостовую схему (мост Уитстона) под действием давления изменяют свое сопротивление, что приводит к разбалансу моста. Разбаланс прямо пропорционально зависит от степени деформации резисторов и, следовательно, от приложенного давления. Рисунок 6 — Мост Уитстона

На рынке существует 4 основных типа сенсоров, основанных на тензорезистивном методе преобразования, которые используют все существующие производители преобразователей давления. Рассмотрим каждый тип отдельно.

Типы сенсоров

1. Толстопленочные сенсоры на металлической/керамической мембране

Толстопленочный сенсор на металлической/керамической мембране

Данный тип тензорезистивных сенсоров является самых дешевым, и, как следствие, широко используется для производства недорогих преобразователей давления неагрессивных сред (вода, воздух, пар).

Толстопленочные сенсоры обладают следующими особенностями:

  • Самое недорогое решение;
  • Низкая точность — 0,5% или 1%;
  • Измерение только высокого давления — от 1 бар и выше;
  • Низкий запас по перегрузке, не более 2-кратной;
  • Отсутствие термокомпенсации.

2. Тонкопленочные сенсоры на стальной мембране

Тонкопленочные сенсоры на стальной мембране

Тонкопленочные сенсоры на стальной мембране были разработаны специально для применения в составе преобразователей высокого (более 100 бар) давления. Они обеспечивают хорошую линейность и повторяемость при работе с высокими значениями давления.

Особенности тонкопленочных сенсоров:

  • Применяются только для высоких давлений — от 6 бар;
  • Точность — не более 0,25%;
  • Низкий запас по перегрузке, не более 2-х, иногда 4-кратной;
  • Отсутствие термокомпенсации.

3. Керамические тензорезистивные сенсоры

Керамические тензорезистивные сенсоры

Данный вид сенсоров используется для высокоточного измерения давления сред, не агрессивных к материалу керамики (как правило Al2O3), кроме пищевых продуктов (т. к. необходимо использование уплотнителя сенсора) и вязких сред. Данный тип сенсоров используют практически все ведущие производители преобразователей давления.

Особенности:

  • Применяются для измерения как низкого так и высокого давления;
  • Высокая точность — до 0,1%;
  • Средняя устойчивость к перегрузкам;
  • Шероховатая поверхность (нежелателен контакт с пищевыми средами).

4. Кремниевые тензорезистивные сенсоры

Кремниевые тензорезистивные сенсоры

Кремниевые тензорезистивные сенсоры широко применяются всеми ведущими производителями преобразователей давления в сочетании с защитной разделительной мембраной из нержавеющей стали (или других химически стойких сплавов) для высокоточного измерения давления различных сред. Использование сварной разделительной мембраны из нерж. стали позволяет применять данный тип сенсоров в пищевой промышленности и для вязких сред.

Особенности:

  • Применяются для измерения как низкого, так и высокого давления;
  • Высокая точность — до 0,1%;
  • Высокая устойчивость к перегрузкам.

Руководитель отдела маркетинга ООО «КИП-Сервис»
Стариков И.И.

Дополнительные материалы:

Читайте также:

Как работает датчик давления

Датчики давления обеспечивают вычисление и представление полученных показаний в жидких, парообразных и газовых рабочих средах.

Датчики давления устанавливаются:

  • в инженерных системах;
  • на производственных линиях различного назначения;
  • в водных и шинных насосах;
  • в автоматических системах пожаротушения.

Приборы отличаются между собой назначением, интервалами измерений, рабочих диапазонов, точностью фиксирования показаний, весом и габаритами, а также видом представления вычислений в считываемый сигнал.

Как работает преобразователь давления

Принцип работы прибора заключается в выявлении уровня давления на мембрану (перегородку, сенсор) потоком рабочей среды (газовой, жидкой или паровой). При исполнении заданного уровня, происходит переподключение перекидного однополюсного контакта. Когда уровень снижается на величину настраиваемого дифференциала (P), механизм автоматически возвращается в изначальное положение. После изменения состояния рабочей среды, меняется выходной сигнал (цифровой, аналоговый или электрический), который позволяет наглядно оценивать состояние системы.

Каждый вид приборов имеет особенности функционирования и определенное назначение:

  • Датчики относительного (вакуумметрического) давления вычисляют соотношение давления окружающей и рабочей среды. Такие приборы чаще всего применяются для общепромышленных целей и на автостанциях для вычисления давления в автомобильных шинах.
  • Датчик абсолютного давления (ДАД, MAP), такой как универсальный датчик BD Sensors Rus DMP 331, вычисляет разницу давления вакуума (абсолютного нуля) и рабочей среды. Внутри устройства размещена специальная мембрана. С одной стороны чувствительного элемента — вакуумная камера с нулевым давлением, с обратной – на измеритель действует давление потока газа или жидкости. ДАД могут быть аналоговыми или цифровыми. Устройства широко применяются в газовых и жидких взрывоопасных средах, на химических, нефтеперерабатывающих, пищевых, фармацевтических производствах.
  • Сенсор дифференциального датчика (например, такого как DMD 831 BD Sensors Rus) оснащен двумя входами: один вход предназначен для отрицательного давления, второй – для положительного, выходной показатель вычисляется в зависимости от разности двух измерений. Преобразователи такого типа устанавливаются на промышленных объектах для автоматизированных систем управления технологическими процессами.

Исходя из способа преобразования показаний давления в считываемый сигнал, устройства могут быть:

  1. Тензометрическими — имеют титановой сенсор с припаянными тензорезисторами, измеряющими колебания сенсора при оказываемом давлении.
  2. Ёмкостными — прибор параметрического типа, в котором значения давления напрямую зависят от ёмкости конденсатора.
  3. Пьезорезистивными — устройства проводят измерения в соответствии с различными точками нуля (относительное к атмосферному давлению, абсолютное относительно вакуума и дифференциальное относительно другого показателя), исходя из конструктивных особенностей датчика. Оснащены кремниевыми сенсорами без защиты или с силиконовым покрытием. Если предполагается установка прибора в агрессивных рабочих средах, подбирается специальный датчик в прочном корпусе из металла и стекла с разделяющим сенсором из нержавеющей стали.
  4. Резонансными — производят электромагнитные или акустические волны, что обеспечивает стабильные и точные выходные показания прибора при установке в неагрессивных рабочих средах.
  5. Ионизационными — регистрируют поток ионизированных частиц. Приборы оснащаются 2-мя электродами и дополнительно нагревающим элементом. В некоторых более совершенных устройствах анод отсутствует. Преимущество ионизационных датчиков – функциональная возможность фиксировать низкое давление с максимальной точностью (даже приближенные к глубокому нулю). Однако такие датчики нельзя использовать, если показания давления приближаются к атмосферному. Для работы в таких условиях потребуется дополнительное использование датчиков другого типа (например, емкостных). Ионизационные приборы наиболее часто применяются в системах горения.
  6. Индуктивными — регистрируют вихревые потоки тока и широко применяются для автоматизированных систем управления. Датчики такого типа чувствительны только к элементам из металла, работают с нормально разомкнутым/замкнутым контактом. Принцип работы основан на колебании магнитного поля, создаваемого катушкой индуктивности. Сенсор устройства состоит из 2-х катушек, изолированных друг от друга металлической перегородкой. Датчик измеряет сдвиг мембраны, если контакт отсутствует. В катушках формируется электрический сигнал переменного тока, раздряд и заряд при этом появляется через определенные равные временные промежутки. При изменении положения чувствительного элемента появляется ток в стабильной основной катушке и изменяется индуктивность всей системы. Изменение значений основной катушки предоставляет возможность передать показания давления в унифицированный сигнал.

Как выбрать датчик давления

В первую очередь, необходимо определить, какой тип давления требуется измерять (вакуумное, относительное, абсолютное,  избыточное). Далее следует выбрать диапазон измерения давления, учесть условия использования (тип и агрессивность рабочей среды), материал корпуса прибора, класс защиты, определить необходимость наличия аналогового или цифрового выходного сигнала и термокомпенсации (термометра).

Для удобства выбора в каталоге нашего интернет-магазина представлены общепромышленные и высокоточные датчики во взрывозащитной оболочке с коммуникационным стандартом HART. У нас вы можете приобрести датчики относительного, абсолютного и дифференциального давления проверенного российского производителя BD Sensors Rus по доступным ценам.

Датчик давления шин: принцип работы, установка

Накачанное колесо – залог безопасного передвижения по дорогам общего пользования. Некоторые автомобили снабжаются изначально на заводе специальным датчиком, позволяющим контролировать данный параметр. При отсутствии датчиков можно установить их самостоятельно.

Принцип работы датчика давления в шинах

Сегодня большинство современных автомобилей среднего ценового сегмента снабжаются специальным датчиком давления. Таковой подразумевает возможность постоянно осуществлять мониторинг количества воздуха в шинах.

Для обозначения рассматриваемой системы используется аббревиатура TPMS – Tires Pressure Monitoring System. Встроенная с завода в транспортное средство система автоматически оповещает о чрезмерно низком давлении. Рассматриваемая система может быть приобретена, впоследствии установлена отдельно. В США, ЕС и некоторых азиатских странах установка TPMS обязательна для всех без исключения ТС.

Все датчики, позволяющие контролировать уровень давления воздуха, можно разделить на две основные категории:

  • косвенные;
  • прямого.

Принцип работы таковых отличается.

Система косвенного измерения давления

Данная конструкция является наиболее просто устроенной. Потому стоимость её сравнительно невелика. Фактически она является расширением программного блока ABS. Фактически, система регистрирует не отсутствие давления, а уменьшение габаритов колеса.

При наличии прокола, выходе воздуха и покрышки диаметр его уменьшается. Соответствующая информация передается в ЭБУ, после чего сравнивается с заданными стандартными параметрами. Обнаружение несоответствия позволяет определить, в каком именно колесе присутствует прокол. Далее «загорается» сигнал о недостаточном давлении.

Ещё одна разновидность – осуществляется измерение частоты вращения колес. Подобное решение также представляет собой подпрограмму, встроенную в систему ABS. Определяется отрезок пути для каждой шины. Далее полученная информация проверяется, сравнивается с записанной в ABS. Несоответствие обозначается соответствующим сигналом.

Так как определение должного уровня давления определяется на основании полученных данных, их сравнения, то после проведения сервисных работ требуется провести калибровку. ЭБУ получает новые данные для последующего сравнения с информацией, получаемой от подсистемы ABS. Основные преимущества косвенной системы:

  • сравнительно низкая цена;
  • отсутствие дополнительных конструктивных элементов.

Имеется и существенны недостаток: низкая точность. Порог отклонения от указанного давления составляет 30%.

Система прямого измерения давления

Данная схема предполагает получение данных от каждого колеса через специальный датчик. Схема работы предполагает наличие:

  • датчик давления в шине;
  • блок управления;
  • дисплей;
  • специальная антенна.

Установка датчиков давления обычно не доставляет каких-либо затруднений. Данное устройство представляет собой обычный вентиль, он вставляется в колесо вместо штатного. Информация передается на центральный узел управления по беспроводному каналу. Устанавливается определенная периодичность. Обычно интервал равен 1 минуте.

Нужно отметить: периодически требуется замена батарейки. Обычно срок работы одного аккумулятора составляет 7-10 лет. Сам АКБ чаще всего представляет собой компактную батарейку в виде небольшой таблетки.

Важным узлом является приемная антенна. Она получает информацию от всех датчиков одновременно и передает их на блок управления. Обычно в качестве приемной антенны выступает антенна ЦЗ – центрального замка.

На дорогих автомобилях либо в максимальных комплектациях транспортных средств среднего уровня используется индивидуальная антенна для каждого датчика. Такой приемник располагается обычно в колесной арке транспортного средства. Важное преимущество подобной конструкции – это возможность контролировать давление во всех колесах индивидуально. Для сброса ошибки обычно не требуется специальное оборудование.

Основным вычислительным устройством в подобных системах является блок управления. Он получает информацию от всех без исключения датчиков. После выполняет их анализ: сравнивает полученные значения со стандартными. При несоответствии таковых выводит сообщение на панель приборов автомобиля. Стоит отметить: далеко не все системы позволяют осуществлять контроль за давлением в шине на каждом колесе.

Потребуется остановить автомобиль, проверить уровень во всех колесах, после чего устранить неисправность. Отдельные системы позволяют осуществлять вывод текстовой, а также графической информации на специальный дисплей. Это существенно упрощает диагностику колес, делает её более доступной.

Некоторые TPMS позволяют оценить уровень изменения давления, определить его интенсивность:

  • незначительное;
  • сильное;
  • внезапное.

Отдельные виды TPMS предусматривают автоматическую адаптацию: не требуется осуществлять какие-либо манипуляции с системой. В некоторых случаях при замене шин либо датчиков требуется осуществить перепрограммирование с использованием специального оборудования. Прописать нужные значения возможно и самостоятельно. Но подобное возможно далеко не на всех моделях TPMS.

Где находятся датчики давления и их основные разновидности

Не составит труда самостоятельно разобраться с тем, как работает датчик давления. Все их можно разделить на следующие основные категории:

  • механического типа;
  • электрические.

Механические представляют собой конструкцию передающую данные в аналоговой форме в специальный блок управления. После чего она преобразуется в удобную для восприятия форму. Принцип работы подобных устройств сравнительно прост. Это и является основной причиной надежности. Функционируют таковые устройства также как обычные манометры.

Визуально механические датчики представляют собой обычный колпачок от камеры – декоративного типа. Верхняя часть выполнена прозрачной, под ней находятся 3 коаксиальных цилиндра. Представляют собой слои пластика разных цветов. Цилиндр самого малого диаметра имеет желтый цвет. Располагается таковой внутри красного. Под давлением все слои легко перемещаются друг внутри друга.

Каждый цвет обозначает давление. Если оно нормальное – то цвет под колпачком зеленый. Если чуть меньше, чем нормальное – выдвигается желтый слой. При падении ниже 1.5 атм – выдавливается красный цвет.

Электронные датчики обычно устанавливаются внутрь колеса. Наиболее удобный, точный – вентиль. Предполагается монтаж вместо стандартного, установленного в шину. Разобраться где находятся датчики большого труда не составит. При необходимости можно легко разобраться? как отключить систему.

Как установить датчик давления в колеса автомобиля?

Сложность самостоятельно установки зависит от типа выбранной системы. Например, обычные механические датчики, не предполагающие передачу данных на центральный блок управления, не требуют специального оборудования, разборки колеса. Достаточно установить колпачки с встроенными «манометрами».

Электронные датчики в виде вентиля являются наиболее популярными. Обычно процесс установки включает следующие основные этапы:

  • колесо бортируется – вместо стандартных вентилей устанавливаются электронные датчики:

  • далее выполняется кодировка датчиков, их настройка:

  • в салоне осуществляется установка специального приемника – на который и передаются все данные о давлении в колесах:

Иногда возникает необходимость установки новых датчиков на место старых. В первую очередь нужно определить, где стоят компоненты системы на самом транспортном средстве. Необходимо заранее ознакомиться со всеми тонкостями, нюансами монтажа. Если должный опыт отсутствует – стоит обратиться за помощью к профессионалам. Особенно если автомобиль приобретался новый и он до сих пор на гарантии.

Использование системы контроля давления воздуха позволяет избежать серьезных неприятностей на дороге. Нередко водитель просто не замечает пробитие колеса, продолжает ехать на спущенной шине. Следствием подобного может стать лопина на шине. Что приведет к заносу и аварии.

Датчик давления в шинах позволяет постоянно осуществлять мониторинг колес. Необходимо лишь своевременно осуществлять замену батареек.

Принцип работы датчика давления — Variohm EuroSensor

Каков принцип работы датчика давления? Датчик давления работает путем преобразования давления в аналоговый электрический сигнал.

Спрос на приборы для измерения давления увеличился в эпоху пара. Когда технологии измерения давления были впервые изготовлены, они были механическими и использовали манометры с трубкой Бурдона для перемещения иглы и визуальной индикации давления.В настоящее время мы измеряем давление электронным способом, используя датчики давления и реле давления.

Статическое давление

Давление можно определить как силу на единицу площади, с которой жидкость воздействует на окружающую среду. Базовая физика статического давления (P) рассчитывается как сила (F), деленная на площадь (A).

П=Ж/Д

Сила может создаваться жидкостями, газами, парами или твердыми телами.

Наиболее часто используемые единицы измерения давления:

  1. Па — [Паскаль] в 1 Па = 1 (Н/м²)
  2.  Бар — [Бар] в 1 баре = 105 𠑃𒠎
  3. psi: (фунт(-сила) на квадратный дюйм)

Принцип работы датчика давления

Датчики давления

имеют чувствительный элемент постоянной площади и реагируют на силу, приложенную к этой площади давлением жидкости.Приложенная сила отклонит диафрагму внутри датчика давления. Прогиб внутренней диафрагмы измеряется и преобразуется в электрическую мощность. Это позволяет контролировать давление с помощью микропроцессоров, программируемых контроллеров и компьютеров вместе с аналогичными электронными приборами.

Большинство преобразователей давления рассчитаны на получение линейного выходного сигнала при приложении давления.

Для чего используются датчики давления?

Датчики давления

используются в ряде отраслей, включая автомобильную промышленность, биомедицинское оборудование, авиацию и морскую промышленность, и это лишь некоторые из них.

Датчики давления от Variohm

Мы можем предложить датчики давления в виде датчиков давления , реле давления, комбинированных датчиков давления и температуры, датчиков давления, монтируемых на печатную плату , и датчиков давления для опасных зон . Наши комбинированные датчики давления и температуры особенно хорошо подходят для приложений, где пространство ограничено.

Наши преобразователи давления имеют прочную модульную конструкцию, корпус из нержавеющей стали и корпус, приваренный к порту давления.Они доступны в миниатюрном формате, начиная с диаметра 12 мм.

Для получения дополнительной информации о принципе работы датчиков давления или для получения дополнительной информации о любом из наших датчиков давления, пожалуйста, свяжитесь с нами по телефону 01327 351004 или по адресу электронной почты [email protected]

.

Принципы работы и применение датчиков давления

Датчик давления — это устройство, которое может воспринимать сигнал давления и преобразовывать сигнал давления в полезный выходной электрический сигнал в соответствии с определенными правилами.Датчик давления обычно состоит из чувствительного к давлению элемента и блока обработки сигналов. В соответствии с различными типами испытательного давления датчики давления можно разделить на датчики избыточного давления, датчики дифференциального давления и датчики абсолютного давления.

Датчик давления является наиболее часто используемым датчиком в промышленном строительстве. Он используется в различных средах промышленного автоматического управления, включая водное хозяйство и гидроэнергетику, железнодорожный транспорт, интеллектуальные здания, автоматическое управление производством, аэрокосмическую, военную промышленность, нефтехимическую промышленность, нефтяные скважины, энергетику, корабли, станки, трубопровод и многие другие отрасли промышленности.

Каталог

 

I Принцип работы различных датчиков давления

1. Пьезоэлектрические датчики давления

Основным принципом работы пьезоэлектрических датчиков давления является пьезоэлектрический эффект. Пьезоэлектрические материалы, в основном используемые в пьезоэлектрических датчиках, включают кварц, тартрат калия-натрия и дигидрофосфат. Среди них кварц/кремнезем является природным кристаллом. В этом кристалле обнаружен пьезоэлектрический эффект.В определенном диапазоне температур всегда существует пьезоэлектрическое свойство. После того, как температура превысит этот диапазон, пьезоэлектрическое свойство полностью исчезнет. Высокая температура – ​​это так называемая точка Кюри. Поскольку изменение электрического поля не является очевидным при изменении напряжения, кварц постепенно заменяется другими пьезоэлектрическими кристаллами. Пьезоэлектрический эффект применяется к поликристаллам, таким как пьезоэлектрическая керамика. К ним относятся пьезоэлектрическая керамика на основе титаната бария, PZT, пьезоэлектрическая керамика на ниобате, пьезокерамика на ниобате свинца и т. д.Пьезоэлектрические датчики в основном используются для измерения ускорения, давления и силы. Пьезоэлектрический датчик ускорения является широко используемым акселерометром. Он имеет характеристики простой конструкции, небольшого размера, легкого веса и длительного срока службы. Пьезоэлектрические датчики ускорения широко используются для измерения вибрации и ударов в самолетах, автомобилях, кораблях, мостах и ​​зданиях, особенно в авиации и космонавтике.

пьезоэлектрический эффект

пьезоэлектрический эффект : Когда определенные диэлектрики деформируются внешними силами в определенном направлении, внутри них возникает поляризация. Положительные и отрицательные заряды появятся на их двух противоположных поверхностях. Когда внешняя сила устранена, он вернется в незаряженное состояние. Это явление называется положительным пьезоэлектрическим эффектом. При изменении направления приложенной силы соответственно меняется и полярность заряда. И наоборот, когда электрическое поле приложено в направлении поляризации диэлектрика, эти диэлектрики также будут деформироваться. После снятия электрического поля деформация диэлектрика исчезнет.Это явление называется обратным пьезоэлектрическим эффектом. Тип датчика, разработанный на основе диэлектрического пьезоэлектрического эффекта, называется пьезоэлектрическим датчиком.

2. Тензометрические датчики давления

Принцип работы металлического тензорезистора заключается в том, что сопротивление тензорезистора, адсорбированного на основном материале, изменяется при механической деформации. Этот эффект широко известен как эффект деформации сопротивления. Тензорезистор представляет собой чувствительное устройство, которое преобразует изменение деформации испытуемого образца в электрический сигнал.Это один из основных компонентов пьезорезистивного датчика деформации.

Металлический тензорезистор

Наиболее часто используемыми тензорезисторами являются металлические тензорезисторы и полупроводниковые тензорезисторы . Существует два вида металлических тензорезисторов: тензодатчики накаливания и тензорезисторы с металлической фольгой. Обычно тензометрические датчики плотно приклеиваются к подложке, создающей механические напряжения, с помощью специального клея.При изменении напряжения подложки тензорезисторы также деформируются вместе. Затем сопротивление тензорезисторов изменяется так, что меняется напряжение, подаваемое на резистор. Изменение сопротивления таких тензорезисторов при нагрузке обычно невелико. Как правило, эти тензорезисторы образуют тензометрический мост. И они усиливаются последующими инструментальными усилителями, а затем передаются на схему обработки (обычно аналого-цифровое преобразование и ЦП), дисплей или исполнительный механизм.

Внутренняя структура металлического тензорезистора: тензорезистор состоит из основного материала, металлической тензометрической проволоки или тензометрической фольги, изолирующего защитного листа и подводящего провода.В соответствии с различными вариантами использования значение сопротивления тензорезистора может быть рассчитано разработчиком. Однако следует учитывать диапазон значений сопротивления: значение сопротивления слишком мало, требуемый управляющий ток слишком велик. В этом случае сопротивление тензорезистора слишком сильно меняется в разных средах; происходит дрейф нуля на выходе, а схема регулировки нуля слишком сложна. Если сопротивление слишком велико, импеданс слишком высок и способность противостоять внешним электромагнитным помехам плохая.Как правило, это от десятков Ом до десятков тысяч Ом.

3. Керамические датчики давления

Давление воздействует на переднюю поверхность керамической диафрагмы, вызывая небольшую деформацию диафрагмы. Толстопленочный резистор напечатан на обратной стороне керамической диафрагмы и подключен к мосту Уитстона. Благодаря пьезорезистивному эффекту варистора мост генерирует линейный сигнал напряжения, пропорциональный давлению и напряжению возбуждения.Стандартный сигнал откалиброван на 2,0/3,0/3,3 мВ/В в соответствии с совместимостью диапазона давления. Благодаря лазерной калибровке датчик имеет высокотемпературную и временную стабильность. Датчик поставляется с температурной компенсацией 0 ~ 70 ℃ и может напрямую контактировать с большинством сред.

Керамический датчик давления

Керамика — признанный материал с высокой эластичностью, коррозионной стойкостью, износостойкостью, ударопрочностью и вибростойкостью.Термическая стабильность керамики и ее толстопленочного резистора обеспечивают диапазон рабочих температур до -40 ~ 135 ℃ с высокой точностью и стабильностью измерений. Степень электрической изоляции составляет 2 кВ, выходной сигнал сильный, долговременная стабильность хорошая. Керамические датчики с высокими характеристиками и низкой ценой станут направлением развития датчиков давления. В Европе и США наблюдается тенденция к замене других типов датчиков. В Китае все больше и больше пользователей используют керамические датчики вместо диффузионных кремниевых датчиков давления.

4. Сапфировые датчики давления

Изначально работая с сопротивлением деформации , используя кремний-сапфир в качестве полупроводникового чувствительного элемента, сапфировый датчик давления имеет непревзойденные характеристики измерения. Цепь датчика может обеспечить питание цепи тензометрического моста. Он также может преобразовывать несбалансированный сигнал деформационного моста в унифицированный выходной электрический сигнал. В датчике абсолютного давления и преобразователе сапфировый лист соединен с припоем из керамического базового стекла, который действует как упругий элемент.Он преобразует измеренное давление в деформацию тензодатчика, чтобы достичь цели измерения давления. Поэтому полупроводниковые компоненты из кремний-сапфира не чувствительны к изменениям температуры. Они обладают очень хорошей работоспособностью даже в условиях высоких температур; сапфир обладает сильной радиационной стойкостью. Кроме того, кремний-сапфировые полупроводниковые чувствительные компоненты не имеют дрейфа PN.

конструкция сапфирового датчика давления

5.Датчики давления из диффузного кремния

Принцип работы датчика давления из диффузного кремния также основан на пьезорезистивном эффекте. Используя принцип пьезорезистивного эффекта, давление измеряемой среды непосредственно воздействует на диафрагму датчика (из нержавеющей стали или керамики). Таким образом, диафрагма производит микроперемещение, пропорциональное давлению среды. И значение сопротивления датчика тоже меняется. Датчики давления из диффузного кремния используют электронную схему для обнаружения этого изменения.Они преобразуют и выводят стандартный измерительный сигнал, соответствующий этому давлению.

II Применение датчиков давления

1. Датчики давления в системе взвешивания

В коммерческих системах взвешивания промышленных технологий контроля все чаще используется технология измерения давления. Во многих процессах управления давлением часто необходимо собирать сигналы давления и преобразовывать их в электрические сигналы, которыми можно управлять автоматически.

Устройства контроля давления, изготовленные с датчиками давления, обычно называются электронными системами взвешивания.Электронные системы взвешивания становятся все более и более важными инструментами онлайн-управления потоком материалов в различных промышленных процессах. Электронная система взвешивания может не только оптимизировать производство в процессе производства продукта и улучшить качество продукции, но также собирать и передавать данные о движении материалов в процессе производства в центр обработки данных для онлайн-управления запасами и финансовых расчетов.

При автоматическом управлении процессом взвешивания датчик давления необходим для правильного восприятия сигнала гравитации.Кроме того, его динамический отклик должен быть хорошим, а защита от помех должна быть лучше. Сигнал, обеспечиваемый датчиком давления, может быть непосредственно отображен, записан, распечатан и сохранен системой обнаружения или использован для управления регулировкой с обратной связью.

Интеграция датчика давления и схемы измерения значительно уменьшает объем всего устройства. Кроме того, разработка технологии экранирования также улучшит противопомеховую способность датчика давления взвешивания и степень автоматического управления.

2. Датчики давления в нефтехимической промышленности

Датчик давления является одним из наиболее часто используемых измерительных устройств в автоматическом контроле в нефтехимической промышленности. В крупномасштабных химических проектах включены почти все области применения датчиков давления: дифференциальное давление, абсолютное давление, манометрическое давление, высокое давление, микроперепад давления, высокая температура, низкая температура и фланцевые датчики давления с удаленной передачей из различных материалов и специальной обработки. .

Спрос на датчики давления в нефтехимической промышленности в основном сконцентрирован в трех аспектах: надежность, стабильность и высокая точность. Среди них надежность и множество дополнительных требований, таких как коэффициент дальности, тип шины и т. д., в зависимости от конструктивного исполнения передатчика, уровня технологии механической обработки, конструкционных материалов. Стабильность и высокая точность преобразователя давления в основном гарантируются стабильностью и точностью измерения датчика давления.

Точность измерения и скорость отклика датчика давления соответствуют точности измерения преобразователя давления. Характеристики температуры и статического давления, а также долговременная стабильность датчика давления соответствуют стабильности преобразователя давления. Спрос на датчики давления в нефтехимической промышленности отражается в четырех аспектах: точность измерения, быстрый отклик, температурные характеристики и характеристики статического давления, а также долговременная стабильность.

Микродатчик давления представляет собой датчик давления нового типа, изготовленный с использованием полупроводниковых материалов и технологии МЭМС. Он имеет преимущества высокой точности, высокой чувствительности, хороших динамических характеристик, небольшого размера, коррозионной стойкости и низкой стоимости. Материал чистого монокристаллического кремния имеет небольшую усталость. Датчик микродавления, изготовленный из этого материала, обладает хорошей долговременной стабильностью. В то же время датчик микродавления легко интегрируется с датчиком микротемпературы.Таким образом, это может улучшить точность температурной компенсации, температурные характеристики и точность измерения датчика.

Если два микродатчика давления интегрированы, можно реализовать компенсацию статического давления, тем самым улучшая характеристики статического давления датчика давления. Сегодня микродатчики давления имеют много преимуществ, которых нет у традиционных датчиков давления. Микродатчики давления вполне могут удовлетворить потребности в датчиках давления в нефтехимической промышленности.

3. Датчики давления в водоподготовке

В последние годы индустрия водоочистки для защиты окружающей среды быстро развивалась и имеет большое будущее. В водоснабжении и очистке сточных вод датчики давления обеспечивают важный контроль и мониторинг для защиты системы и обеспечения качества.

Датчик давления преобразует давление (обычно относится к давлению жидкости или газа) в выходной электрический сигнал. Электрический сигнал давления также можно использовать для измерения уровня статической жидкости, поэтому его можно использовать для измерения уровня жидкости.Чувствительные компоненты датчика давления в основном состоят из чувствительного элемента из силиконовой чашки, силиконового масла, изолирующей диафрагмы и воздуховода. Давление измеряемой среды передается на сторону силиконового чашечного элемента через изолирующую диафрагму и силиконовое масло. Эталонное атмосферное давление действует на другую сторону силиконового чашечного элемента через воздуховод. Силиконовая чашка представляет собой монокристаллическую кремниевую пластину чашеобразной формы с тонким дном. Под давлением нижняя диафрагма чашки производит упругую деформацию с минимальным смещением.Монокристаллический кремний является идеальным эластомером. Его деформация строго пропорциональна давлению, а его характеристики восстановления превосходны.

4. Датчики давления в смартфоне

Датчики давления используются для измерения атмосферного давления на смартфонах, но какую роль играет измерение атмосферного давления для обычных пользователей мобильных телефонов?

(1)  Измерение высоты

Те, кто любит альпинизм, очень беспокоятся о своем росте.Существует два широко используемых метода измерения высоты: один — это глобальная система позиционирования GPS, а другой — измерение атмосферного давления с последующим вычислением высоты на основе значения давления. Из-за технических и других ограничений общая погрешность GPS-вычисления высоты составляет около десяти метров, а если он находится в лесу или под обрывом, иногда сигналы спутников GPS не принимаются. Метод давления воздуха можно выбирать в более широком диапазоне, а стоимость можно контролировать на относительно низком уровне.Кроме того, датчик давления мобильного телефона, такого как Galaxy Nexus, также включает в себя датчик температуры, который может регистрировать температуру для корректировки результата и повышения точности результата измерения. Поэтому добавление функции датчика давления на основе оригинального GPS смартфона может сделать трехмерное позиционирование более точным.

(2)  Вспомогательная навигация

Сейчас многие автомобилисты используют мобильные телефоны для навигации, но навигация по виадукам часто дает ошибки.Например, на виадуке GPS не может определить, находитесь ли вы на мосту или под мостом из-за неправильной навигации. Однако, если к мобильному телефону добавить датчик давления, его точность может составлять 1 метр, чтобы он мог помочь GPS в измерении высоты.

(3)  Позиционирование в помещении

Сигналы GPS плохо принимаются в помещении. Когда пользователь входит в очень толстое здание, встроенный датчик может потерять спутниковый сигнал, поэтому географическое положение пользователя не может быть распознано, а высота по вертикали не может быть определена.Если мобильный телефон оснащен датчиком давления, а затем объединен с акселерометром, гироскопом и другими технологиями, можно добиться точного позиционирования в помещении.

5. Датчики давления в медицинской промышленности

С развитием рынка медицинского оборудования к использованию датчиков давления в медицинской промышленности предъявляются более высокие требования, такие как точность, надежность, стабильность, объем и т.д. , которые необходимо улучшить. Датчики давления находят хорошее применение при минимально инвазивной катетерной абляции и измерении с помощью датчиков температуры.

Минимально инвазивная хирургия может не только уменьшить травматичность операционного поля, но и значительно уменьшить боль пациента. Чтобы удовлетворить такие требования, в дополнение к хирургическому опыту врача, но и с различным медицинским оборудованием для мониторинга. Многие медицинские устройства, используемые для этой операции, теперь крошечные, например, различные катетеры и устройства для абляции. Катетеры включают термодилюционные катетеры, уретральные катетеры, пищеводные катетеры, центральные венозные катетеры, сосуды внутричерепного давления и т. д.

Возможность разместить датчик близко к пациенту имеет решающее значение для многих приложений, например, для диализа. важно точно измерить диализат и венозное давление. Датчик давления должен точно контролировать давление диализата и крови, чтобы поддерживать его в заданном диапазоне. Этот тип применения требует, чтобы датчик был компактным и мог выдерживать жидкие среды. Во многих случаях датчики, несовместимые с жидкими средами, требуют дополнительных установочных компонентов для их защиты.Толерантность к жидкой среде особенно важна при контроле дыхания пациента, поскольку здесь датчик должен выдерживать кашель пациента и выдыхаемый им влажный воздух.

6. Датчики давления MEMS

Датчик давления MEMS представляет собой тонкопленочный элемент , который деформируется под действием давления. Для измерения этой деформации можно использовать тензорезистор (пьезорезистивное измерение) или ее можно измерить по изменению расстояния между двумя поверхностями с помощью емкостного измерения.

МЭМС-датчик давления

Автомобильная промышленность остается крупнейшей областью применения МЭМС-датчиков давления, на долю которых приходится 72 % ее продаж, за ней следует медицинская электроника с 12 % и промышленные отрасли с 10 %. Бытовая электроника и военная авиация на оставшиеся 6% рынка.

В автомобильной области управление двигателем является его основным применением, включая датчики давления воздуха в коллекторе в бензиновых двигателях и датчики давления в общей топливной рампе в дизельных автомобилях.Чтобы улучшить ситуацию со сгоранием, некоторые организации также изучают датчики давления. Они могут работать в цилиндре, чтобы лучше измерять точное соотношение различных веществ, участвующих в химической реакции, и передавать данные обратно в систему управления двигателем.

Из-за суровых условий эксплуатации цена на автомобильные датчики намного выше, чем на бытовые датчики. Кроме того, автомобильным датчикам требуется длительное время для идентификации. Эти датчики должны надежно работать до 15 лет.Некоторые датчики, такие как тормоза или датчики давления в шинах, имеют решающее значение для безопасности автомобиля.

Новым применением датчиков давления MEMS в автомобилях является измерение давления в системе трансмиссии, которое обычно используется в автоматических устройствах, но также используется в новых системах трансмиссии с двойным сцеплением. Немецкий производитель Bosch недавно вышел на рынок и представил решение MEMS, в котором используется масло для защиты силиконовой пленки. Поэтому он может выдерживать давление до 70 бар. Устройства MEMS на основе пористого кремния также используются в современных боковых подушках безопасности.

Основные области применения МЭМС-датчиков давления в промышленности включают отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха (HVAC), измерение уровня воды, а также различные промышленные процессы и приложения управления. Например, в дополнение к точным измерениям высоты и барометрического давления в самолетах используются датчики для контроля двигателей, закрылков и других компонентов.

За последние несколько лет датчик давления добился быстрого прогресса, что положительно сказалось на конкурентной среде.Она представила новых игроков на рынке и расширить сферу охвата существующих игроков на рынке.

Как работает датчик давления?

Давление все вокруг нас. Большинство людей не думают об этом много, но это то, что производство и промышленные миры дело с на ежедневной основе. Большая часть машин в промышленности используют по крайней мере, одну форму энергии текучей среды.

Fluid Power представляет собой общий термин, который может относиться к газу или жидкости. Газ будет определяться как воздух, как вещества, жидкости, которая расширяется свободно, чтобы заполнить любое доступное пространство, независимо от его количества; жидкость представляет собой вещество, которое течет свободно, но постоянный объем, имеющей последовательность, как у воды или масла.Пневматические системы используют газы, а гидравлические системы используют жидкости.

Во многих гидросистемах, гидравлических или пневматических, необходимо контролировать давление. Есть много способов определить давление, и наиболее распространенным является манометр с трубкой Бурдона. Каждый манометр потенциально может быть датчиком давления.

Принцип работы датчика давления

Датчик давления имеет измерительную ячейку, которая преобразует (или преобразует) механическое напряжение приложенного давления и преобразует усилие в электрический сигнал.Давление в трубе, шланге или воздуховоде воздействует на измерительную ячейку датчика, вызывая отклонение, которое измеряется электрической цепью. Это измерение затем преобразуется в выходной ток или напряжение.

Датчики давления

могут использоваться во многих различных приложениях, от контроля давления до определения уровня и расхода.

Существуют различные типы измерения давления.

Абсолютные датчики будут иметь нулевое значение абсолютного давления.Абсолютное давление определяется относительно 0 Па, т. е. статического давления вакуума. Датчик разработан с одним портом для входа жидкости и оказания давления на чувствительный элемент. Приложенное давление вызывает положительное изменение выхода, величина которого пропорциональна приложенному давлению.

Манометрические датчики будут иметь нулевое значение давления относительно атмосферы. Как правило, если вы хотите измерить или контролировать давление, на которое влияют изменения атмосферного давления.Датчик этого типа используется в любом приложении, где вы хотите преодолеть атмосферные условия, чтобы выполнить задачу, или вытянуть вакуум, чтобы выполнить другую задачу. Области применения датчиков избыточного давления весьма обширны. Некоторыми примерами являются давление нагнетания насоса, давление нагнетания пожарного шланга, уровень в баке, давление пара в коммерческом котле и многое другое.

Дифференциальные датчики используют две измерительные ячейки; один для высокого давления и один для низкого давления. Дифференциальное давление равно ячейке 1 – ячейке 2.Помните, что дифференциальное давление – это разница давлений между двумя точками измерения. Вы можете измерять давление от очень низкого до высокого во всех видах различных сред, включая жидкости, газы, воду, хладагенты и воздух. Дифференциальные применения могут быть весьма разнообразными, например, давление подачи и возврата в чиллере, станции воздушного потока, системы обнаружения утечек, уровень в резервуаре под давлением, больничные изоляторы или защитные помещения и многое другое.

Понимание разницы между манометрическим и абсолютным давлением имеет решающее значение для большинства приложений.Помните, что манометрическое давление измеряется относительно текущего атмосферного давления (которое может меняться при изменении атмосферного давления), а абсолютное давление измеряется относительно идеального вакуума. Таким образом, ваше приложение определит, какой из этих подходов требуется.

Принципы измерения

Принцип измерения, используемый датчиком давления, может влиять на точность, надежность, диапазон измерения и совместимость с целевой средой.5 различных способов преобразования механического смещения, происходящего внутри датчика, в электрический выход:

  • Резистивный
  • Емкостной
  • Пьезоэлектрический
  • Оптический
  • МЭМС
Резистивный

Резистивные датчики давления используют изменение электрического сопротивления тензорезистора, прикрепленного к диафрагме, которая подвергается воздействию среды под давлением.

Тензорезисторы часто содержат металлический резистивный элемент на гибкой подложке, прикрепленной к диафрагме или нанесенной непосредственно с помощью тонкопленочных процессов.Металлическая диафрагма обеспечивает высокое избыточное давление и возможность разрывного давления. В противном случае тензодатчики могут быть нанесены на керамическую диафрагму с использованием процесса толстопленочного осаждения. Устойчивость к избыточному давлению и давлению разрыва обычно намного ниже, чем для устройств с металлической диафрагмой. Пьезорезистивные датчики используют изменение удельного сопротивления полупроводниковых материалов при воздействии на них деформации из-за отклонения диафрагмы. Величина изменения может быть в 100 раз больше, чем изменение сопротивления металлического тензодатчика.Следовательно, пьезорезистивные датчики могут измерять меньшие изменения давления, чем металлические или керамические датчики.

Емкостный

Емкостные датчики, отображающие изменение емкости при отклонении одной пластины под действием приложенного давления, могут быть высокочувствительными, измерять давление ниже 10 мбар и выдерживать большие перегрузки. Однако ограничения на материалы, а также требования к соединению и герметизации могут ограничивать области применения.

Пьезоэлектрический

Пьезоэлектрические датчики давления используют свойство пьезоэлектрических материалов, таких как кварц, генерировать заряд на поверхности при приложении давления.Величина заряда пропорциональна приложенной силе, а полярность выражает ее направление. Заряд накапливается и быстро рассеивается при изменении давления, что позволяет измерять быстро меняющееся динамическое давление.

Оптический

Оптические датчики, использующие интерферометрию для измерения изменений в оптическом волокне, вызванных давлением, не подвержены электромагнитным помехам, что позволяет использовать их в шумной среде или вблизи источников, таких как рентгенографическое оборудование.Они могут быть созданы с использованием крошечных компонентов или технологии MEMS, могут быть безопасными с медицинской точки зрения для имплантации или местного применения и могут измерять давление в нескольких точках вместе с волокном.

Технология МЭМС
Датчики

MEMS (микроэлектромеханическая система) содержат пьезо- или емкостной механизм измерения давления, изготовленный на кремнии с микронным разрешением. Совместно упакованная электроника преобразования сигнала преобразует электрический выходной сигнал MEMS малой амплитуды в аналоговый или цифровой сигнал.Это крошечные устройства для поверхностного монтажа, обычно всего около 2-3 мм с каждой стороны.

Каталожные номера датчиков

Все датчики давления имеют опорную точку, и доступны различные типы опорных точек. Эталонная точка помогает удерживать нулевую точку преобразователя на постоянном уровне. В зависимости от применения может потребоваться использование различных типов эталонов давления для устройства.

Датчики давления

получают данные через отверстие сбоку, сверху или снизу датчика, которое обычно закрывается гидрофобным материалом.В качестве альтернативы датчики давления могут получать данные через вентиляционную трубку. Это единственный способ, которым погружной датчик может получить свое эталонное значение, если только он не является герметичным или абсолютным. Это достигается за счет наличия трубки, проходящей через электрический кабель и обеспечивающей вентиляцию между атмосферой и задней частью измерительной ячейки.

Если вы ищете датчик давления, вы можете проверить цену на Amazon:

Каталожные номера: Руководство инженера-конструктора Avnet, каталог датчиков давления Turck

Продолжить чтение

Как работает датчик давления?

Omega — надежный источник датчиков давления и тензодатчиков, которые обеспечивают высококачественные данные для множества процессов.Чтобы датчики давления и тензодатчики предоставляли информацию, которую ищут наши клиенты, давление или сила этого процесса должны достигать чувствительного элемента. Чувствительный элемент реагирует на силу или давление процесса, создавая выходной сигнал, который может быть интерпретирован считывающим устройством или устройством сбора данных. Таким образом, чувствительный элемент является сердцем преобразователя или тензодатчика.

Теория системы измерения давления

Система измерения давления состоит из чувствительного элемента с четырьмя тензометрическими датчиками.Тензорезисторы сконфигурированы в виде моста Уитстона, где все 4 резистора (обозначенные R1-R4 на рис. 2) одинаковы и пропорционально изменяются на одинаковую величину при приложении деформации. Чем больше сила или деформация (вход), тем больше результат. Устройство моста Уитстона требует 4 провода для подключения, положительного и отрицательного возбуждения, а также положительного и отрицательного выхода датчика.

Типичный датчик давления работает, создавая выходной сигнал тензометрического датчика, когда вызывается отклонение диафрагмы.В зависимости от технологии тензодатчика выходное напряжение может варьироваться от 1–3 милливольт на вольт (мВ/В) до 10–30 мВ/В. Чтобы рассчитать выходной сигнал полной шкалы, вы должны умножить выходной сигнал датчика на напряжение, используемое для питания устройства. Например, для датчика 3 мВ/В, если бы мы использовали 10 вольт постоянного тока в качестве напряжения возбуждения, мы ожидали бы получить 3 мВ/В x 10 В=30 мВ при полной шкале.

Рис. 1.
  Рис. 2.
  Рис. 3.
Типичная реакция диафрагмы при приложении давления.

Примеры

Одним из хороших примеров работы датчика давления является преобразователь давления PX4600. Давление процесса, которое пытается измерить клиент, будет подаваться на мембранный элемент через порт доступа. Давление вызывает отклонение диафрагмы, создавая нагрузку на мост Уитстона с другой стороны диафрагмы и создавая выходной сигнал мВ/В. Затем этот милливольтовый сигнал считывается устройством, способным принимать милливольтовый сигнал, или подается на усилитель или формирователь сигналов для дальнейшей обработки сигнала.

PX409-USBH имеет разъем USB на конце кабеля для прямого подключения к портативному компьютеру. Бортовая электроника преобразует сигнал в удобный и простой в использовании протокол связи. Для работы по принципу «подключи и работай» используйте наше бесплатное программное обеспечение, доступное на нашем веб-сайте. Устройство можно подключить к ноутбуку, который будет отображать и собирать данные, обеспечивая при этом питание самого датчика.

Рис. 6.
DPG409 Цифровой манометр DPGM409 использует цифровой выход в своих версиях с беспроводным преобразователем.Это позволяет получать показания из удаленного места на линии прямой видимости без необходимости прокладывать сигнальный провод. Беспроводной приемник примет этот сигнал и отобразит или зарегистрирует данные.

Категории датчиков

Рисунок 7. Без усилителя
Большинство тензодатчиков имеют неусиленный выходной сигнал. Неусиленные выходы характерны для устройств, которые слишком малы для оснащения электроникой преобразования сигнала или в тех случаях, когда окружающая среда слишком экстремальна для выживания электроники.

Это относится к продуктам PX1004, PX1005 и PX1009, которые не имеют усиления из-за очень высоких и очень низких рабочих температур, при которых они предназначены для работы. Датчики без усиления имеют довольно короткое расстояние передачи, обычно не более 6,1–9,1 м (от 20 до 30 футов). Это потому, что мощность сигнала очень мала. Это также делает их восприимчивыми к электромагнитным помехам из окружающей среды.

Если вы хотите узнать больше об измерении давления высокотемпературных сред, прочтите эту статью.

Рис. 8. Датчики с усилителем Датчики
с усилителем используют внутреннюю электронику формирования сигнала для создания более сильного сигнала. Это делает их менее восприимчивыми к шуму окружающей среды и способными преодолевать большие расстояния до своих приемных устройств. Датчики с внутренними усилителями имеют меньший диапазон рабочих температур из-за температурных ограничений электроники формирования сигнала внутри датчика.

Датчики токового выхода могут посылать усиленный сигнал до 304.8 м (1000 футов) и при этом обеспечивают высокую точность. Как правило, датчики с выходным напряжением могут сохранять точность до 30,5 м (100 футов).

Цифровой
Третий тип датчика, классифицируемый по выходному сигналу, представляет собой датчик с цифровым выходом. Этот тип вывода потенциально может обеспечить самый низкий уровень шума и самые большие расстояния передачи. Существует несколько доступных стилей связи, таких как устройства DPGM409 и PX409-USBH или RS485.

Вопросы точности

Рисунок 9.
Стандартная 5-точечная калибровка.

Полная полоса ошибок
Это максимальное отклонение полосы для любого выхода с учетом всех определенных источников ошибок, таких как вибрация, температура или влажность. Выражается в процентах от номинальной мощности.

Рис. 10.
Статическая погрешность
Статическая погрешность, объединенная линейностью, гистерезисом и повторяемостью, выражается в ±% диапазона и относится к BSL. Полоса статической погрешности является хорошей мерой точности, которую можно ожидать от датчика давления или тензодатчика при постоянной температуре.

BSL (лучшая прямая линия)
BSL — это максимальное отклонение ошибки от конечной базовой линии, деленное пополам. Для определения этой линии используются выходы из нулевой и полной шкалы для создания линии. Другие точки данных измеряются на основе расстояния от этой линии. Наилучшая прямая линия — это линия, которая имеет тот же наклон, что и базовая линия терминала, но смещена таким образом, что ошибки равномерно распределяются по обе стороны от BSL. Лучшая прямая линия используется для описания характеристик линейности.

Нелинейность
Это максимальное отклонение калибровочной кривой от прямой линии, проведенной между выходной мощностью без нагрузки и номинальной мощностью. Он выражается в процентах от номинальной мощности и измеряется только при увеличении нагрузки давлением.

Гистерезис
Гистерезис – это максимальная разница между выходными показаниями для одного и того же приложенного давления, полученными с противоположных направлений. Он определяется путем сравнения выходных значений для значения давления, сначала полученного путем приближения к более низкому давлению, а затем к более высокому давлению.Чем ближе два показания, тем ниже гистерезис. Эту ошибку трудно исправить.

Повторяемость
Максимальная разница между выходными показаниями для повторяющихся нагрузок давлением при одинаковой нагрузке и условиях окружающей среды называется повторяемостью. Чем ближе эти показания, тем лучше повторяемость. Эта ошибка не может быть исправлена.

Датчик датчика давления | Как это работает

Что такое датчик давления? Какие существуют типы преобразователей давления и технологий измерения давления и как они работают при измерении давления?

Датчик давления

: Определение, принцип работы и типы.Ознакомьтесь с функциями и возможностями различных датчиков измерения давления в этом подробном руководстве.

Датчики давления

производятся в США компанией FUTEK Advanced Sensor Technology (FUTEK), ведущим производителем датчиков, с использованием одной из самых передовых технологий в сенсорной промышленности: технологии тензодатчиков с металлической фольгой. Датчик давления определяется как датчик, который преобразует входное механическое давление в электрический выходной сигнал (определение датчика давления).Существует несколько типов преобразователей давления в зависимости от размера, производительности, метода измерения, технологии измерения и требований к выходному сигналу.

Посетите наш магазин датчиков давления. Доступно более 60+ типов датчиков!

 

Что такое датчик давления?

Что делает датчик давления? Датчик давления — это преобразователь или прибор, который преобразует входное механическое давление в газах или жидкостях в электрический выходной сигнал. Датчик давления состоит из чувствительного к давлению элемента, который может измерять, обнаруживать или контролировать приложенное давление, и электронных компонентов для преобразования информации в электрический выходной сигнал.

Давление определяется как количество силы (приложенной к жидкости или газу), приложенной к единице «площади» (P=F/A), и общепринятыми единицами давления являются Паскаль (Па), Бар (бар), Н/мм2 или psi (фунты на квадратный дюйм). В преобразователях давления часто используется пьезорезистивная технология, поскольку пьезорезистивный элемент изменяет свое электрическое сопротивление пропорционально испытанному напряжению (давлению).

 

Как работает датчик давления?

Чтобы понять, как работает промышленный датчик давления и как измерять давление, во-первых, необходимо понять основы физики и материаловедения, лежащие в основе принципа работы датчика давления и пьезорезистивного эффекта , который измеряется тензодатчиком (иногда называемый тензорезистор ).Тензорезистор из металлической фольги представляет собой преобразователь, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от приложенного давления. Другими словами, он преобразует силу, давление, напряжение, сжатие, крутящий момент и вес (датчики веса) в изменение электрического сопротивления, которое затем можно измерить.

Тензорезисторы представляют собой электрические проводники, плотно прикрепленные к пленке в форме зигзага. Когда эту пленку тянут, она — и проводники — растягиваются и удлиняются. Когда его толкают, он сокращается и становится короче.Это изменение формы приводит к изменению сопротивления электрических проводников. Деформация, приложенная к датчику давления, может быть определена на основе этого принципа, поскольку сопротивление тензорезистора увеличивается с приложенной деформацией и уменьшается при сжатии.

Рис. 1: Тензодатчик из металлической фольги. Источник: ScienceDirect

 

 

 

Посетите наш магазин датчиков давления. Доступно более 60+ типов датчиков!

 

Конструктивно тензометрический преобразователь давления выполнен в виде металлического корпуса (также называемого изгибом), к которому приклеены металлическая фольга тензорезисторов .Корпус этих датчиков измерения давления обычно изготавливается из алюминия или нержавеющей стали, что придает датчику две важные характеристики: (1) обеспечивает прочность, позволяющую выдерживать высокое давление, и (2) обладает эластичностью, позволяющей минимально деформироваться и возвращаться к исходной форме при воздействии давления. давление снимается.

Датчик давления преобразует давление в электрический сигнал. Промышленные датчики давления FUTEK используют пьезорезистивный эффект, который состоит из тензодатчиков из металлической фольги, установленных на диафрагме.При изменении давления диафрагма меняет форму, вызывая изменение сопротивления в тензорезисторах, что позволяет измерять изменения давления электрическим способом. Наши датчики давления естественным образом производят электрический сигнал в милливольтах, который изменяется пропорционально давлению и напряжению возбуждения датчика (мВ/В — милливольт на вольт). Однако мы предлагаем датчики давления с внутренними аналоговыми усилителями. Датчики давления со встроенными усилителями выдают сигналы переменного напряжения, т.е.е. ±10 В или переменный ток (например, выход датчика давления 4–20 мА). Однако, если для вашего приложения требуется цифровой или USB-усилитель датчика давления, обратитесь к нашим инструментам датчиков давления и странице магазина усилителей.

Тензорезисторы расположены в так называемой схеме усилителя моста Уитстона (см. анимированную схему ниже). Это означает, что четыре тензорезистора соединены между собой в виде контура, и соответственно совмещена измерительная сетка измеряемого давления.

Мостовые тензометрические усилители обеспечивают регулируемое напряжение возбуждения и преобразуют выходной сигнал мВ/В в другую форму сигнала, более полезную для пользователя. Сигнал, генерируемый тензометрическим мостом, имеет низкую мощность и может не работать с другими компонентами системы, такими как ПЛК, модули сбора данных (DAQ) или компьютеры. Таким образом, функции формирователя сигнала датчика давления включают в себя напряжение возбуждения, фильтрацию или ослабление шума, усиление сигнала и преобразование выходного сигнала.

Кроме того, изменение выходного сигнала усилителя датчика давления откалибровано, чтобы быть пропорциональным давлению, прикладываемому к изгибу, которое можно рассчитать с помощью уравнения цепи датчика давления.

Рис. 2. Цепь датчика измерения давления.

 

Посетите наш магазин датчиков давления. Поговорите с инженером сегодня!

 

Как измерить давление? Какие существуют типы датчиков давления и методы измерения?

Датчики давления можно классифицировать по типу измерения давления, который они измеряют, а также по технологии измерения давления, с которой работает датчик.В связи с этим существует три метода измерения давления: дифференциальный, абсолютный и манометрический.

Преобразователь дифференциального давления: Дифференциальное давление представляет собой измерение перепада давления между двумя значениями давления или двумя точками давления в системе , таким образом измеряя, насколько две точки отличаются друг от друга, а не их величину по отношению к атмосферному давлению. или к другому эталонному давлению, такому как абсолютный вакуум. Это отличается от датчика статического или абсолютного давления, который измеряет давление, используя только один порт, и, как правило, датчики дифференциального давления комплектуются двумя портами, к которым можно присоединить трубы и подключить их к системе в двух разных точках давления, откуда может быть перепад давления. быть измерены и рассчитаны.

Этот метод измерения давления обычно используется для измерения расхода жидкости или газа в трубах или воздуховодах.

 

Рис. 3. Как работает датчик дифференциального давления? Измерение уровня в резервуаре с помощью датчика измерения перепада давления.

 

 

Преобразователь абсолютного или вакуумного давления: Этот датчик измеряет абсолютное давление, которое определяется как давление, измеренное относительно идеально герметичного вакуума .Датчики абсолютного давления используются в приложениях, где требуется постоянная ссылка . Эти приложения требуют привязки к фиксированному давлению, поскольку они не могут быть просто привязаны к окружающему давлению. Например, этот метод используется в высокопроизводительных промышленных приложениях, таких как контроль вакуумных насосов, измерение давления жидкости, промышленная упаковка, управление промышленными процессами и аэрокосмическая и авиационная инспекция. Когда дело доходит до измерения атмосферного давления, особенно для таких приложений, как барометрические измерения погоды или высотомеры, предпочтительным устройством является датчик абсолютного давления.

 

Посетите наш магазин датчиков давления. Поговорите с нашим специалистом по приложениям сегодня!

 

Манометрическое или относительное давление Преобразователь : Манометрическое давление является просто частным случаем дифференциального давления с давлениями, измеряемыми дифференциально, но всегда относительно местного давления окружающей среды . В том же отношении абсолютное давление также можно рассматривать как дифференциальное давление, когда измеренное давление сравнивается с идеальным вакуумом.Изменения атмосферного давления из-за погодных условий или высоты напрямую влияют на выходной сигнал датчика избыточного давления. Манометрическое давление выше атмосферного давления называется положительным давлением. Если измеренное давление ниже атмосферного давления, оно называется отрицательным или вакуумметрическим давлением.

 

Рис. 4. Измерение давления с помощью датчика давления в системе водяного насоса

 

Типы технологий измерения давления или принципы работы

Существует множество технологий измерения давления или принципов измерения, способных преобразовывать давление в измеримый и стандартизированный электрический сигнал.В этой статье основное внимание будет уделено типам коллекторов силы, которые используют датчик силы (например, диафрагму) для измерения деформации (или отклонения) из-за приложенной силы на площади (давление).

Резистивный или пьезорезистивный эффект: Датчики измерения резистивного давления используют изменение электрического сопротивления тензорезистора, прикрепленного к диафрагме (также известной как гибкий элемент), которая подвергается воздействию среды под давлением.

Тензорезисторы часто состоят из металлического резистивного элемента на гибкой подложке, прикрепленной к диафрагме (т.е. тензорезистор из металлической фольги) или наносится непосредственно с использованием тонкопленочных процессов.

Обычно тензометрические датчики подключаются по схеме моста Уитстона, чтобы максимизировать выходной сигнал датчика и снизить чувствительность к ошибкам. Это наиболее часто используемая сенсорная технология для измерения давления общего назначения.

 

Видео на YouTube: Миниатюрный датчик давления (PFT510) | Мембранный преобразователь давления для скрытого монтажа.

 

 

Посетите наш магазин датчиков давления.Доступно более 60+ датчиков!

 

Емкостной: В емкостных датчиках давления используется диафрагма, которая отклоняется под действием приложенного давления, чтобы создать переменный конденсатор для обнаружения деформации, вызванной приложенным давлением. При приложении давления внешнее давление сжимает диафрагму, и значение емкости уменьшается. Когда давление сбрасывается, диафрагма возвращается к своей первоначальной форме, и за ней следует емкость. В обычных технологиях используются металлические, керамические и кремниевые диафрагмы.Емкость можно откалибровать, чтобы обеспечить точное считывание давления.

Емкостные датчики, отображающие изменение емкости при отклонении одной пластины под действием приложенного давления, могут быть очень чувствительными и выдерживать большие перегрузки. Однако ограничения на материалы, а также требования к соединению и герметизации могут ограничивать области применения.

Пьезоэлектрический эффект: Пьезоэлектрические датчики давления используют свойство пьезоэлектрических материалов, таких как керамика или металлизированный кварц, генерировать электрический потенциал на поверхности, когда материал подвергается механическому напряжению и деформации.Величина заряда пропорциональна приложенному давлению, а полярность определяется направлением давления. Электрический потенциал накапливается и быстро рассеивается при изменении давления, что позволяет измерять быстро меняющееся динамическое давление.

 

Каковы общие области применения датчика давления?

На странице приложений датчиков давления

FUTEK представлено несколько промышленных применений датчиков давления. Одним из распространенных применений является измерение давления в гидравлической системе крана.

 

Эталоны измерения давления

Давление обычно измеряется в единицах силы на единицу площади поверхности ( P = F / A). В физике символом давления является р, а единицей измерения давления в системе СИ является паскаль (символ: Па). Один паскаль — это сила в один ньютон на квадратный метр, действующая перпендикулярно поверхности. Другими часто используемыми единицами измерения давления для определения уровня давления являются фунты на квадратный дюйм (фунты на квадратный дюйм) и бар. Использование единиц давления зависит от региона и области применения: фунт на квадратный дюйм обычно используется в Соединенных Штатах, а бар — предпочтительная единица измерения в Европе.

  Паскаль Бар Стандартная атмосфера Фунт на квадратный дюйм
  (Па) (бар) (атм) (psi или фунт-сила/дюйм 2 )
1 Па 1 10 −5 бар 9,8692×10 −6 атм 1,45 x 10 −4
1 бар 100 000 1 0.98692 14.5038
1 атм 1013,25 1.01325 1 14,6959
1 psi или lbf/in 2 6 894,76 0,06894 0,06804 1

 

Почему важно калибровать датчик давления?

Калибровка преобразователя давления — это регулировка или набор поправок, которые выполняются на датчике , или приборе (усилителе), чтобы убедиться, что датчик работает как точно или безошибочно, насколько это возможно.

Каждый датчик подвержен ошибкам измерения . Эти структурные погрешности представляют собой просто алгебраическую разницу между значением, которое указывается выходным сигналом датчика , и фактическим значением измеряемой переменной или известным эталонным давлением. Ошибки измерения могут быть вызваны многими факторами:

Смещение нуля (или баланс нуля датчика давления): Смещение означает, что выходной сигнал датчика при нулевом давлении (истинный нуль) выше или ниже идеального выходного сигнала.Кроме того, стабильность нуля относится к степени, в которой преобразователь поддерживает баланс нуля при неизменности всех условий окружающей среды и других переменных.

Линейность (или нелинейность): Немногие датчики имеют полностью линейную характеристику, что означает, что выходная чувствительность (наклон) изменяется с разной скоростью во всем диапазоне измерения. Некоторые из них достаточно линейны в желаемом диапазоне и не отклоняются от прямой линии (теоретической), но некоторые датчики требуют более сложных вычислений для линеаризации выходного сигнала.Таким образом, нелинейность датчика давления представляет собой максимальное отклонение фактической калибровочной кривой от идеальной прямой линии, проведенной между выходными сигналами без давления и номинальным давлением, выраженное в процентах от номинального выходного сигнала.

Гистерезис: Максимальная разница между выходными показаниями датчика для одного и того же приложенного давления; одно показание получается за счет увеличения давления от нуля, а другое за счет снижения давления от номинального выхода. Обычно он измеряется при половинной номинальной мощности и выражается в процентах от номинальной мощности.Измерения следует проводить как можно быстрее, чтобы свести к минимуму ползучесть.

Повторяемость (или неповторяемость): Максимальная разница между выходными показаниями датчика для повторяющихся входных данных при одинаковом давлении и условиях окружающей среды. Это выражается в способности датчика поддерживать стабильный выходной сигнал при повторном приложении одинакового давления.

Температурный сдвиг Диапазон и ноль: Изменение выходного сигнала и нулевого баланса, соответственно, из-за изменения температуры преобразователя.

 

Рис. 5: Калибровочная кривая датчика давления.

Каждый датчик давления имеет «характеристическую кривую» или «калибровочную кривую», которая определяет реакцию датчика на ввод. Во время регулярной калибровки с использованием калибровочного станка датчика мы проверяем смещение нуля и линейность датчика, сравнивая выходной сигнал датчика с эталонными гирями и настраивая отклик датчика до идеального линейного выхода. Оборудование для калибровки датчиков давления также проверяет гистерезис, воспроизводимость и температурный сдвиг, когда заказчики запрашивают его для некоторых важных приложений измерения давления.

Для получения дополнительной информации о калибровке см. нашу страницу часто задаваемых вопросов о калибровке датчика.

Если у вас есть дополнительные вопросы о терминах и определениях калибровки, обратитесь к нашему Глоссарию терминов калибровки датчиков.

Хотите узнать, какие услуги по калибровке мы предлагаем для вашего датчика и/или системы?

Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше!

 

Как часто следует калибровать датчик давления?

Поскольку датчик тензодатчика давления подвергается длительному использованию, старению, дрейфу выходного сигнала, перегрузке и неправильному обращению, компания FUTEK настоятельно рекомендует выполнять ежегодную повторную калибровку.Частая повторная калибровка помогает подтвердить, сохранял ли датчик свою точность с течением времени, и предоставляет сертификат калибровки тензодатчика, подтверждающий, что датчик по-прежнему соответствует спецификациям.

Однако, когда датчик используется в критических приложениях и суровых условиях, датчики давления могут потребовать еще более частых калибровок. Пожалуйста, проконсультируйтесь о соответствующих интервалах калибровки с нашей службой технической поддержки, которая поможет вам оценить наиболее экономичный интервал обслуживания калибровки для вашего датчика.

Реле давления — Принцип работы

Рисунок 1: Реле давления

Реле давления представляет собой устройство, которое приводит в действие электрический контакт при достижении заданного давления жидкости. Переключатель замыкает контакт как при повышении, так и при падении давления от определенного заданного уровня давления. Реле давления используются в широком спектре промышленных и бытовых приложений, таких как системы отопления, вентиляции и кондиционирования, скважинные насосы, печи и т. д. Прочтите нашу статью о символах реле давления для получения информации о схемах.

Реле давления не следует путать с датчиком давления. Датчик давления преобразует давление в электрический выходной сигнал. Прочтите нашу техническую статью о преобразователях давления, чтобы узнать о них больше.

Содержание

Типы реле давления

Механическое реле давления

Рисунок 2: Механическое реле давления

В механическом реле давления используется пружина и диафрагма или поршень, чтобы контролировать, при каком давлении срабатывает микропереключатель.Пружина противодействует давлению на входе, а предварительное натяжение пружины регулируется с помощью установочного винта или ручки. Предварительное натяжение пружины напрямую зависит от давления, при котором выключатель замыкает электрический контакт. Когда давление падает, переключатель возвращается в исходное состояние.

Разница между точкой переключения и точкой сброса называется гистерезисом. Часто это выражается в процентах от значения точки переключения, например, 20%. Производитель определяет гистерезис, и для большинства механических переключателей он не настраивается пользователем.

Эти реле давления обычно имеют три различных типа контактов: нормально разомкнутые (NO), нормально замкнутые (NC) и переключающие (SPDT). Перекидные контакты предназначены как для нормально разомкнутого, так и для нормально замкнутого режима.

Механическое реле давления лучше подходит для работы с высокими напряжениями и токами, чем электронное реле давления. Их можно использовать для изменения контакта при увеличении или уменьшении давления. У нас есть статья о том, как настроить механические реле давления.На рис. 2 показан пример механического реле давления.

Электронное реле давления

Рисунок 3: Электронное реле давления

Электронное реле давления использует электрический датчик давления для измерения изменения входного давления. Они имеют цифровые дисплеи для настройки функции переключения. Точка переключения может быть установлена ​​производителем или может быть запрограммирована на месте в соответствии с требованиями применения. Точка переключения, выходные сигналы, гистерезис, время задержки и т. д.некоторые функции, которые пользователь может настроить в соответствии с требованиями.

Электронные реле давления

подходят для автоматизированных и управляемых систем оборудования, которым требуются программируемая функция, цифровой дисплей, гибкость, точность, защита от проникновения и стабильность. На рис. 3 приведен пример электрического реле давления.

Принцип действия

Реле давления, показанное на рис. 4, является примером однополюсного двухпозиционного переключателя (SPDT), работающего по механическому принципу.Все компоненты находятся внутри корпуса переключателя (F), и он имеет один входной порт давления (H). Короче говоря, входное давление толкает поршень (D) к пружине (C), имеющей известную силу сопротивления. Затем поршень приводит в действие микропереключатель (A), перемещая его между нормально закрытым (NC) и нормально открытым (NO) положением с помощью управляющего штифта (B) и изолированной кнопки отключения (E).

Рисунок 4: Компоненты реле давления включают в себя: микропереключатель (A), рабочий штифт (B), пружину диапазона (C), рабочий поршень (D), изолированную кнопку отключения (E), корпус переключателя (F), гайка настройки срабатывания (G), входное давление (H)

Для установки уровня давления, при котором микропереключатель переключается между НЗ и НО, регулировочная гайка (G) изменяет глубину пружинного гнезда.Это изменение глубины позволяет увеличивать или уменьшать силу сопротивления пружины, что соответствует заданному давлению для срабатывания микропереключателя. Входное давление (H) оказывает давление на рабочий поршень (D), создавая силу, противодействующую пружине диапазона (C). Как только усилие входного поршня превышает усилие противодействующей пружины, он вдавливает рабочий штифт (B) в изолированную кнопку отключения (E). Затем эта кнопка переводит микропереключатель из положения NC в положение NO. Если давление падает ниже усилия пружины, кнопка, штифт и поршень удаляются от микропереключателя, разрывая соединение.Затем соединение переходит из положения NO в положение NC.

Критерии выбора

При выборе приложения учитывайте следующие критерии:

  1. Тип среды: Тип среды должен быть совместим с материалом корпуса и уплотнения. Нитрил-бутадиеновый каучук (NBR) подходит для использования с воздухом и гидравлическим/машинным маслом. Этилен-пропилен-диеновый мономерный каучук (EPDM) подходит, когда средой является вода. Общие среды, используемые с реле давления:
    • Гидравлическое масло
    • Печное топливо
    • Скипидар
    • Бензин/бензин
    • Воздух
    • Вода
  2. Давление: Должен выдерживать максимальное рабочее давление.Мембранная конструкция хорошо работает в условиях вакуума и низкого давления. Для приложений с высоким давлением используйте поршневую конструкцию.
  3. Температура: Он должен хорошо работать в максимальном и минимальном диапазоне температур.
  4. Повторяемость: Повторяемость или точность — это способность устройства точно переключаться обратно на ту же заданную точку для каждого повторения. Требуемый диапазон точности будет определять выбор реле давления для вашего приложения.Мембранные конструкции обычно обеспечивают большую точность, чем поршневые.
  5. Гистерезис: Гистерезис — это разница между точкой переключения и точкой сброса. Переключатель остается активным в течение длительного времени, если точка сброса слишком велика. Если точка сброса слишком короткая, переключатель будет часто переключаться между состояниями включения и выключения. Гистерезис настраивается в электрическом реле давления, но устанавливается производителем в механическом реле давления.
  6. Тип реле давления: Для приложений с низким давлением и вакуумом используйте реле с диафрагменной конструкцией.Для приложений с высоким давлением используйте один с поршневой конструкцией.
  7. Разрешения: Наши реле давления соответствуют требованиям ATEX для зон 1, 2 и 22 и сертифицированы для использования в потенциально взрывоопасной среде.
  8. Электрическое или механическое реле давления: Электрическое реле давления дороже, но обеспечивает больший контроль над настройками, такими как уставка давления и гистерезис, по сравнению с механическим реле давления.

Общие приложения

Реле давления может использоваться в широком спектре бытовых и коммерческих приложений, как указано ниже:

  • ОВКВ, газовые баллоны, воздушные насосы и т. д.используйте реле давления воздушного компрессора для контроля и управления давлением воздуха в системе.
  • Реле давления масла
  • используются двигателями в качестве исполнительного механизма или датчика, чтобы определить, когда давление масла в двигателе упало ниже заданного уровня.
  • Реле давления в печи служат предохранительными устройствами как для промышленных, так и для жилых помещений. Они обнаруживают отрицательное давление во время запуска печи и отключают печь при низком давлении воздуха.
  • Реле давления скважинного насоса
  • используются в жилых и коммерческих зданиях для подачи воды из скважины и обеспечения достаточного давления воды в системе для подачи воды без избыточного давления.
  • Реле давления водяных насосов в жилых, коммерческих и сельскохозяйственных помещениях автоматически регулируют расход воды.
  • Вакуумные реле давления измеряют вакуум или отрицательное давление в системе. Они находятся в бытовых котлах, электронагревателях, воздушных компрессорах и системах передачи.

Часто задаваемые вопросы

Как отрегулировать реле давления?

Для механического реле давления поверните гайку по часовой стрелке, чтобы увеличить, и против часовой стрелки, чтобы уменьшить точку переключения.Электрический переключатель давления имеет клавиатуру для регулировок.

Как проверить реле давления?

Отключите питание реле давления и подключите мультиметр к его контактам. Для нормально разомкнутого переключателя мультиметр должен показывать обрыв цепи. Включите контур, чтобы давление жидкости попало в реле давления. Если мультиметр не показывает 0 Ом, замените переключатель. Напротив нормально замкнутого выключателя.

Что делает реле давления?

Реле давления контролирует давление жидкости в системе и либо открывает, либо закрывает электрическое соединение в зависимости от заданного уровня давления.

Как определить, что реле давления неисправно?

Реле давления может иметь проблемы при утечке жидкости, слишком низком давлении, слишком частых изменениях давления и неправильной начальной настройке давления.

Как работает механическое реле давления?

Когда усилие давления на входе превышает усилие предварительного натяжения пружин, он переключает электрический контакт. Размыкающий контакт размыкается, а замыкающий замыкается. Как только давление уменьшится, контакты вернутся в нормальное состояние.

В чем разница между реле давления и датчиком давления?

Реле давления

управляют электрическими переключателями при заданном уровне давления, в то время как датчики давления считывают давление в системе и преобразуют его в электрический сигнал.


Ежемесячный информационный бюллетень Tameson

  • Для кого: Вы! Существующие клиенты, новые клиенты и все, кто ищет информацию о контроле жидкости.
  • Почему Ежемесячный информационный бюллетень Tameson: Это просто, без чепухи, и раз в месяц он содержит актуальную информацию об отрасли управления жидкостями.
  • Что в нем: Объявления о новых продуктах, технические статьи, видеоролики, специальные цены, отраслевая информация и многое другое, на что вам нужно подписаться, чтобы увидеть!
Подписаться на рассылку

Датчик давления: типы, принцип работы

Датчик давления, часто называемый датчиком давления, представляет собой датчик, который преобразует давление в аналоговый электрический сигнал. Несмотря на многочисленные типы преобразователей давления, одним из наиболее распространенных является тензометрический базовый преобразователь.

Преобразование давления в электрический сигнал осуществляется физической деформацией тензометрических датчиков, которые присоединены к диафрагме преобразователя давления и подключены к мосту Уитстона. Давление, подаваемое на датчик давления, вызывает отклонение диафрагмы, что создает нагрузку на датчики. Деформация вызовет изменение электрического сопротивления, пропорциональное давлению.

Принцип работы преобразователя давления

Наиболее популярные конструкции преобразователя давления включают коллектор силы, такой как эластичная диафрагма, и компонент преобразования, который использует зависимый резистивный, индуктивный или емкостной метод для получения электрического сигнала.Тип используемого электрического устройства определяет компоненты, используемые для изготовления датчика давления.

Датчики давления используют тензометрические датчики для измерения силы, действующей на них. Тензорезисторы выдерживают деформацию, и эта деформация вызывает изменение генерируемого им напряжения. Измерение давления основано на степени изменения напряжения.

Существуют также исключительные преобразователи давления, в которых вместо тензодатчиков используются емкостные или пьезоэлектрические датчики.Они предпочтительны из-за диапазона, рабочей среды и точности, ожидаемой от датчика давления. Чтобы узнать больше о том, как работает датчик давления, нажмите здесь.

 

Датчик давления преобразует давление в аналоговый электрический сигнал (Ссылка: omega.com )

Как работает датчик статического давления?

Преобразователи статического давления оценивают давление стоячей жидкости, которые являются наиболее распространенными инструментами контроля давления.

Когда жидкость оказывает давление на датчик давления, тензорезистор (или датчик) деформируется. Эта деформация протекает при вариациях напряжения. Величина вариации согласуется с силой давления. Как только давление сбрасывается, тензодатчик возвращается к своей первоначальной конфигурации.

Пьезоэлектрические преобразователи давления представляют собой иллюстрацию динамических или нестатических преобразователей давления. Они не могут измерять статическое давление; в качестве альтернативы они измеряют изменения давления в режиме реального времени.

Пьезорезистивный тензодатчик Преобразователь давления

В обычном пьезорезистивном тензометрическом преобразователе давления используются тензометрические датчики, прикрепленные к гибкой диафрагме, так что любое изменение давления вызывает небольшую деформацию или деформацию материала диафрагмы. Деформация изменяет сопротивление тензорезисторов, обычно регулируемое мостом Уитстона, обеспечивая удобное преобразование измерения давления в практический электрический сигнал.

Схема тензометрического датчика давления (Ссылка: Instrumentationtools.com )
Емкостной датчик давления

Датчик давления с переменной емкостью имеет диафрагму и другой электрод, прикрепленный к поверхности без давления с зазором на определенное расстояние внутри диафрагма и электрод. Изменение давления расширяет или сужает зазор, что изменяет емкость. Затем это изменение емкости преобразуется в правильный сигнал.

Схема емкостного датчика давления (Ссылка: Instrumentationtools.com )

Типы давления

Для измерения давления определены три эталона давления. Хотя существуют и другие типы, такие как герметичные или вакуумметры, все они могут быть отнесены к этим трем классам: абсолютное давление, манометрическое давление и дифференциальное давление.

Абсолютное давление

Абсолютное давление измеряет давление относительно полного вакуума, используя абсолютный ноль в качестве точки отсчета.Ярким примером является преобразователь барометрического давления. Они также включают герметичный манометр, где сигнал был смещен, чтобы соответствовать манометрическому давлению во время строительства.

Манометрическое давление

Манометрическое давление измеряет давление относительно атмосферного давления. Датчик давления в шинах является примером оборудования для измерения манометрического давления. Сюда также входят датчики вакуума, сигналы которых инвертируются таким образом, чтобы их сигнал был положительным, когда определяемое давление ниже атмосферного.

Дифференциальное давление

Преобразователь дифференциального давления измеряет разницу между двумя давлениями на каждой стороне сенсора. Преобразователь давления жидкости является очевидным примером, где измеряются уровни жидкости над и под жидкостью.

Различные типы давления (Ссылка: blog.wika.com )

Типы выходных сигналов давления

Датчик давления генерирует электрический выходной сигнал, сравнимый с давлением, подаваемым на источник электроэнергии и источник давления.Это может быть ток, напряжение или частота. Доступны четыре различных выходных параметра, краткое изложение которых и их наилучшие условия использования приведены ниже.

Цифровой датчик давления

Цифровой сигнал более универсален, чем аналоговый; обычно их называют интеллектуальными устройствами, поскольку они предлагают большую функциональность, чем датчики других типов.

Интеллектуальные датчики могут регулярно сообщать о своем местоположении, регистрировать данные, информацию о калибровке, обнаруживать аномальные события или активировать сигналы тревоги.При выборе цифрового выхода, поскольку доступно множество коммуникационных протоколов, очень важно выбрать протокол, совместимый с используемой системой. В зависимости от протокола дальность передачи может быть даже больше мили. Эти типы датчиков подходят для интеллектуальных измерений и приложений на большие расстояния.

Милливольтовый выход Датчик давления (ратиометрический)

В этом типе выходного сигнала фактический выход прямо пропорционален входному возбуждению или мощности датчика давления.Если возбуждение чередуется, то и результат будет разным. Из-за зависимости от уровня возбуждения для милливольтовых преобразователей рекомендуются регулируемые источники питания.

Датчик не должен находиться в условиях электрических помех, поскольку выходной сигнал очень слабый. Однако эти устройства могут легко работать в более суровых условиях, чем другие типы выходов, из-за отсутствия преобразования сигнала и компактной конструкции. Их можно использовать на коротких расстояниях, когда электрические помехи минимальны или когда требуется более прочный датчик давления для работы в суровых условиях.

Напряжение Преобразователь давления

В этом типе датчика давления выходной сигнал обычно составляет 0–5 или 0–10 В постоянного тока, что обеспечивает более высокий выходной сигнал по сравнению с милливольтовым датчиком из-за интегрального состояния сигнала.

Несмотря на специфику модели, выход датчика обычно не является прямой функцией входного сигнала. Это означает, что неконтролируемых источников питания часто бывает достаточно, если они попадают в определенный диапазон мощности. Они имеют более высокий уровень выходного сигнала и, следовательно, не так чувствительны к электрическим помехам, как милливольтовые преобразователи.Их можно использовать в промышленных условиях с относительно высоким уровнем шума.

Выход мА Преобразователь давления

Выход мА является наиболее часто используемым выходом. Сигнал может варьироваться от 0 до 4 мА до 20 мА и создается как двухпроводная схема, где линии питания подают напряжение на преобразователь, а преобразователь регулирует ток в цепи подачи сигнала.

В этой конфигурации сигнал более невосприимчив к электрическому импедансу и позволяет прокладывать кабели на длину более 1000 футов.Они используются в средах с сильными электрическими помехами или там, где требуется большая дальность передачи.

Чтобы узнать больше о типах датчиков давления, посетите здесь!

Выбор подходящего датчика давления

Вам еще предстоит выбрать тип датчика давления или преобразователя давления, который вам нужен?

Как упоминалось ранее, существуют различные типы преобразователей давления для различных областей применения. Каждый датчик давления имеет несколько аспектов, влияющих на то, как он работает, и на какие области применения датчик давления работает лучше всего.При выборе преобразователя давления необходимо учитывать следующие шесть критериев:

Применение и тип измерения

Стандартный тип измерения давления включает: абсолютное, манометрическое, вакуумное, дифференциальное, двунаправленное и герметичное манометрическое. Приложение ограничивает наиболее подходящий тип измерения.

Диапазон давления

Пожалуй, наиболее важным фактором при выборе преобразователя давления является диапазон входного сигнала.При выборе соответствующего преобразователя давления в зависимости от диапазона измеряемого давления необходимо учитывать два противоречивых соображения:

  • Необходимо учитывать точность прибора и его защиту от избыточного давления. С точки зрения точности диапазон передатчика должен быть достаточно низким, т. е. стандартное рабочее давление близко к среднему диапазону. Таким образом, эта ошибка, обычно составляющая процент от полной шкалы, сводится к минимуму.
  • С другой стороны, всегда следует допускать последствия повреждения избыточным давлением из-за дефектной конструкции, ошибок при эксплуатации или невозможности изолировать прибор во время опрессовки и запуска.Поэтому важно указать требуемый диапазон и требуемую степень защиты от избыточного давления.

Технологическая среда

Технологическая среда является еще одним важным фактором при выборе соответствующего преобразователя. Часто рассматриваемые как «смачиваемые части», эти материалы следует выбирать в соответствии с измеряемой жидкостью. Для помещений с чистым и сухим воздухом разрешен практически любой материал. Однако в условиях использования морской воды следует соблюдать сплавы с высоким содержанием никеля, такие как сплав INCONEL® 718 (UNS N07718).Другие популярные материалы включают нержавеющую сталь 316 и нержавеющую сталь 17-4. Также, если необходима сантехническая арматура, ее следует учитывать.

Диапазон температур и условия установки

Очень высокие колебания температуры или вибрации ограничивают правильную работу преобразователей. Для экстремальных температур предпочтительна тонкопленочная технология. Экстремальные температуры также вызывают ошибки в выходных данных преобразователя.

Среда с высокой вибрацией поддерживает меньшие преобразователи без усиления.Корпус преобразователя следует выбирать в соответствии как с классификацией электрической области, так и с условиями коррозии конкретной установки.

Необходимо предусмотреть защиту от коррозии, как от брызг агрессивных жидкостей, так и от воздействия агрессивных газов вне корпуса.

Обычно это достигается размещением их в продуваемых или взрывозащищенных корпусах или в искробезопасных конструкциях. Если необходим компактный размер, лучшим выбором будет преобразователь без усилителя.

Точность

Манометры бывают различной точности. Точность типичных датчиков давления может варьироваться от 0,5% до 0,05% от полной шкалы. Требуется более высокая точность, когда важно считывать неглубокие давления для критических требований.

Выход

Существуют различные типы выходов для датчиков давления, которые обсуждались ранее. В общем, крайне важно учитывать ограничения и преимущества каждого вывода, чтобы определить лучший тип вывода для конкретного приложения.

Применение датчиков давления

Ниже перечислены некоторые основные области применения датчиков давления:

  • Эти датчики подходят для любых применений, связанных с жидкостями, где требуется точное определение силы с высоким разрешением.
  • Эти преобразователи используются там, где необходимо измерение силы с присоединенным цифровым дисплеем.
  • Эти датчики используются в насосах с замкнутым контуром для проверки рабочих характеристик насоса.
  • Эти преобразователи применяются в качестве реле давления с электронной заменой.
  • Эти преобразователи подходят для приложений с замкнутым контуром, таких как электронная компенсация давления, которые рассчитывают силу до и после сравнимого измерительного крана для точного измерения падения давления.

Датчики давления предназначены для использования в промышленности. Однако из-за неправильной подгонки возникает несколько проблем. При устранении этой проблемы устройство должно быть предоставлено в правильном месте.Если преобразователь мешает работе во время работы, определяют передаваемый ампер, если только не исходное напряжение при отсутствии давления от преобразователя, а также содержат полную емкость при давлении. Если сигнал не изменен, мы можем понять, что устройство не реагирует на давление. В некоторых штатах проблемы с датчиком можно решить путем ремонта, повторной калибровки; в противном случае этот датчик может быть заменен.

Преимущества и недостатки датчика давления

Вот некоторые плюсы и минусы использования датчиков давления:

Преимущества :

1) Они надежны, экономичны и эффективны.