Принцип работы датчика давления: Датчики давления компании Smartec

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.

 

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 – статьи от компании «Измеркон»

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. 

Принцип работы датчиков давления и температуры

Датчик давления работает путем преобразования давления в аналоговый электрический сигнал. Потребность в приборах для измерения давления возросла в последние годы. Когда были впервые применены технологии измерения давления, датчики были механическими и использовали трубчатые датчики Бурдона для перемещения иглы и визуальной индикации давления. В настоящее время мы измеряем давление в электронном виде используя датчик давления жидкости и реле давления.

Статическое давление

Давление может быть определено как сила на единицу площади, которую жидкость оказывает на окружающую среду. Основная физика статического давления (P), рассчитывается как сила (F), деленная на площадь (A).

Р = F / A

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

Принцип работы датчика давления

Датчики давления имеют чувствительный элемент постоянной площади и реагируют на усилие, приложенное к этой области давлением жидкости. Прилагаемое усилие будет отклонять диафрагму внутри датчика давления. Отклонение внутренней диафрагмы измеряется и преобразуется в электрический выход. Это позволяет контролировать давление микропроцессорами, программируемыми контроллерами и компьютерами, а также аналогичными электронными приборами.

Для чего используются датчики давления?

Датчики давления используются в различных отраслях промышленности, в том числе в автомобильной промышленности, биомедицинском приборостроении, авиации и морской промышленности.

Датчики температуры

Температура может быть измерена с помощью разнообразных датчиков. Все они определяют температуру, ощущая некоторые изменения в физических характеристиках. Двумя основными категориями этих датчиков являются датчики температуры контактного и бесконтактного типа. Существует три метода измерения температуры контактного типа, которые обычно называются температурными датчиками: терморезисторы (RTD, термисторы), термопары и датчики IC.

Наиболее важной характеристикой, которую следует учитывать используя датчик температуры воздуха, является измеренный диапазон температур. Это температурный диапазон, для которого устройство рассчитано на измерение. Количество элементов, содержащихся в датчике температуры, является еще одним важным фактором. Как правило, чем больше элементов в зонде, тем точнее и дороже он. Зонды обычно имеют один или два элемента для считывания, но некоторые могут быть сконфигурированы так, чтобы им

Температурные датчики могут иметь одну из многих различных конфигураций. К ним относятся прямой зонд, датчик проникновения или игольчатый зонд, гибкий зонд, капельный зонд, изогнутый зонд, ролик или подвижный зонд, воздушный зонд, угловой зонд. Дополнительные технические характеристики, которые следует учитывать, включают диаметр или ширину, неизолированные или изолированные провода, штекерные или быстроразъемные соединения, металлические оплетенные провода и встроенные соединительные головки.

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 5.1 — Технологические соединения Рисунок 5. 2 — 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:

Электронный датчик давления

просмотров 4 491 Google+

Применяемость электронных датчиков.

Электронный датчик давления, как и аналоговый датчик, служит для преобразования давления жидкости или газа в электрический сигал. На сайте рассматривались резисторные датчики давления, применяемые с аналоговыми приборами. Но с развитием электроники на автомобилях широко начали применяться электронные панели приборов, для роботы которых необходимы датчики с другим принципом действия и большей точности. Это  привело к разработке ионизационных, тензометрических, ёмкостных, резонансных, пьезорезистивных и ионецонных датчиков. Все эти датчики имеют свои преимущества и недостатки.

Tензометрические и пьезорезистивные датчики.

В автомобилях широко стали применяться тензометрические и пьезорезистивные. Главным преимуществом этих датчиков  является их низкая стоимость,  достаточная точность, хотя показания тензометрических датчиков и зависит от перепада температуры, но на автомобильном двигателе это большого значения не имеет.

Tензорезисторный датчик давления

Рассмотрим как устроен тензометрический электронный датчик давления. Его конструкция почти такая же, как и резисторного датчика старого образца. Корпус, поделён на две части мембранной, с одной стороны к которой подходит среда, давление которой замеряется. На другой стороне мембраны припаяна сапфировая подложка, на которой собственно и располагаются кремниевые или металлические тензорезисторы, сформированные в эпитаксиальной плёнке, соединённые в мостовую схему. Принцип работы такого датчика основан на разбалансировке моста при пригибании мембраны под воздействием измеряемой среды. Чем больше прогибается мембрана, тем вше степень разбалансирования моста. Кристаллы монокремня обладают большой упругостью, что способствует устойчивости показаний при любом давлении. Но тензорезисторы чувствительны к изменению температуры. Поэтому при разработке датчиков  приходится добавлять цепи термокомпенсации. Собственный выходной сигнал с датчика очень мал, примерно 100 мВ, поэтому в конструкции используется усилитель.

Пьезорезистивный датчик.

Последнее время большое распространение получают пьезорезистивный электронный датчик давления. Это обусловлено большей их стабильностью и высокой температурно-временной стабильностью по сравнению с тензометрическими датчиками. Выполнение пьезорезистивных датчиков возможно двух типов. Для работы в агрессивной и неагрессивной среде. Отличие  исполнения в передаче давления на чувствительный элемент. При работе  в неагрессивной среде воздействие производится непосредственно на чувствительный элемент, либо чувствительный элемент заливается силиконовым гелем, который передаёт воздействие давления. Для агрессивных сред используются датчики с мембраной из нержавеющей стали. Полость между мембраной и чувствительным элементом заполняют кремнийорганической жидкостью. Чувствительный элемент датчика представляет собой мембрану из монокристаллического кремния с диффузионными пьезорезисторами на диэлектрическом основании.

Пьезоризисторы, как и в тензорезисторном датчике давления соединены в мост Уинстона. Принцип  работы датчиков так же идентичен работе датчиков. Подключение в пьезоризисторном датчике так же возможно по аналогии с датчиком Холла. Это упрощает конструкцию, так как нет необходимости в согласовании элементов между собой. В этом случае при прогибании мембраны будет изменяться изменение напряжения. Давление прикладывается перпендикулярно напряжению и под его воздействием в резисторе образуется электрическое поле прямо пропорциональное приложенному давлению, значение которого  снимается.

admin 04/08/2015 «Если Вы заметили ошибку в тексте, пожалуйста выделите это место мышкой и нажмите CTRL+ENTER» «Если статья была Вам полезна, поделитесь ссылкой на неё в соцсетях»

Принцип работы датчиков давления

Опубликовано 01.02.2018

Принцип работы датчиков давления

Единицы измерения давления

• Паскаль
  1 Па = 1 Н/м²
• Бар
  1 бар = 10⁵ Па
• Физическая Атмосфера – атмосферное давление на уровне моря 1 атм = 101325 Па = 1,01325 бар = 10,33 м вод. ст.
• Метр водяного столба — гидростатическое давление столба воды высотой в 1 метр 1 м вод. ст. = 9806,65 Па = 9,80665×10^-2 бар = 0,096784 атм (напор в водопроводе удобно измерять в метрах водяного столба).

Классификация датчиков по типу измеряемого давления

• Датчики абсолютного давления
  (Absolute Pressure Sensor)
  Эти датчики измеряют давление относительно абсолютного вакуума.
  Применение: пищевые и химические производства.


• Датчики избыточного (относительного) давления, манометры
  (Gauge Pressure Sensor)
  Эти датчики измеряют давление относительно атмосферного давления в этом месте.
  Барометры измеряют атмосферное давление.
  Применение: водоснабжение и водоотведение.


• Датчики дифференциального (перепада) давления
  (Differential Pressure Sensor)
  Эти датчики измеряют перепад (разность) давления в двух точках.
  Применение: контроль загрязнения фильтров, измерение расхода и уровня жидкости (гидростатический метод).


• Вакуумные датчики, датчики разряжения
  (Vacuum Pressure Sensor)
  Измеряют давление, которое ниже атмосферного (вакуум).

Классификация датчиков давления по принципу действия

• Пьезорезистивные (Piezoresistive Strain Gage)
  Используется эффект изменения электрического сопротивления полупроводников под действием механической нагрузки.


• Пьезоэлектрические (Piezoelectric)
  Используется пьезоэлектрический эффект – способность некоторых кристаллов (кварца) и керамики генерировать электрическое поле или разность потенциалов пропорционально силе давления (сжатия).


• Тензометрические (Strain Gauge)
  Используется тензоэффект – изменение электрического сопротивления тензорезисторов при их деформации под воздействием нагрузки.


• Емкостные (Capacitive)
  Используется эффект зависимости ёмкости конденсатора от расстояния между обкладками.


• Резонансные (Resonant)
  Используется эффект зависимости частоты собственных колебаний (кварцевого резонатора) от давления.


• Индуктивные (Electromagnetic)
  Принцип действия основан на регистрации токов Фуко, возникающих в металлическом экране, расположенном между двумя катушками, одна из которых связана с измерительной мембраной — при её приближении или удалении от экрана изменяется индуктивность системы.


• Ионизационные (Ionization)
  Используется эффект зависимости плотности потока ионов от разряжения в катодно-анодной лампе.

Вентильные блоки

Позволяют отключать датчик от процесса, проводить профилактические работы, промывку и калибровку.

Разделители давления

Разделители давления служат для разнесения в пространстве преобразователя и среды измерения. Измеряемое давление передается с разделительной мембраны на наполнительную жидкость и дальше по капиллярной трубке или напрямую в измерительную камеру преобразователя.

Применение:

• При использовании в пищевой и фармацевтической промышленности быстросъёмные мембранные разделители можно легко промывать
• Измеряемое вещество может закупорить или разъесть импульсные трубки
• Нестандартный температурный диапазон.

Принцип работы датчика давления

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 созданы, они были механическими и использовали манометры с трубкой Бурдона для перемещения иглы и визуальной индикации давления.В настоящее время мы измеряем давление электронным способом с помощью датчиков давления и реле давления.

Статическое давление

Давление можно определить как силу на единицу площади, которую жидкость оказывает на окружающую среду. Основная физика статического давления (P) рассчитывается как сила (F), деленная на площадь (A).

P = F / A

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

Наиболее часто используемые единицы давления:

1. Па — [Паскаль] в 1 Па = 1 (Н / м²)
2. бар — [бар] в 1 баре = 105 ‘ƒð‘ Ž
3. psi: (фунт (сила) на квадратный дюйм)

Принцип действия датчика давления

Преобразователи давления

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

Большинство датчиков давления предназначены для получения линейного выходного сигнала с приложенным давлением.

Для чего используются датчики давления?

Датчики давления

используются в различных отраслях промышленности, включая автомобильную промышленность, биомедицинское приборостроение, 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 для монтажа на печатной плате и датчиков давления для опасных зон . Наши комбинированные преобразователи давления и температуры особенно хорошо подходят для приложений, где пространство ограничено.

Наши датчики давления имеют прочную модульную конструкцию, корпус из нержавеющей стали и приварной корпус 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 01327 351004 или [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. По разным типам испытательного давления датчики давления можно разделить на датчики избыточного давления, датчики дифференциального давления и датчики абсолютного давления.

Датчик давления — наиболее часто используемый датчик в промышленном строительстве. Он используется в различных промышленных средах автоматического управления, включая водное хозяйство и гидроэнергетику, железнодорожный транспорт, интеллектуальные здания, автоматическое управление производством, аэрокосмическую, военную промышленность, нефтехимию, нефтяные скважины, энергетику, корабли, станки, трубопроводы и многие другие отрасли.

Каталог

I Принцип работы различных датчиков давления

1. Пьезоэлектрические датчики давления

Основным принципом работы пьезоэлектрического датчика давления является пьезоэлектрический эффект . Пьезоэлектрические материалы, в основном используемые в пьезоэлектрических датчиках, включают кварц, тартрат калия-натрия и дигидрофосфат. Среди них кварц / кремнезем — природный кристалл. В этом кристалле обнаружен пьезоэлектрический эффект.В определенном диапазоне температур пьезоэлектрические свойства существуют всегда. После того, как температура превышает этот диапазон, пьезоэлектрические свойства полностью исчезают. Высокая температура — это так называемая точка Кюри. Поскольку изменение электрического поля не очевидно при изменении напряжения, кварц постепенно заменяется другими пьезоэлектрическими кристаллами. Пьезоэлектрический эффект применяется к поликристаллам, например к пьезокерамике. К ним относятся пьезокерамика из титаната бария, PZT, пьезокерамика из ниобата, пьезокерамика из ниобата свинца и т. Д.Пьезоэлектрические датчики в основном используются для измерения ускорения, давления и силы. Пьезоэлектрический датчик ускорения — это широко используемый акселерометр. Он отличается простотой конструкции, небольшими размерами, легкостью и длительным сроком службы. Пьезоэлектрические датчики ускорения широко используются для измерения вибрации и ударов в самолетах, автомобилях, кораблях, мостах и ​​зданиях, особенно в авиационной и космической сферах.

пьезоэлектрический эффект

Пьезоэлектрический эффект : Когда определенные диэлектрики деформируются внешними силами в определенном направлении, внутри них возникает поляризация. Положительный и отрицательный заряды появятся на двух противоположных поверхностях. Когда внешняя сила будет снята, он вернется в незаряженное состояние. Это явление называется положительным пьезоэлектрическим эффектом. При изменении направления приложенной силы соответственно изменяется 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. Датчики давления с тензометрическим датчиком

Принцип работы тензодатчика с металлическим сопротивлением заключается в том, что сопротивление деформации, адсорбируемое на основном материале, изменяется в зависимости от механической деформации. Этот эффект широко известен как эффект деформации сопротивления. Тензорезистор — это чувствительное устройство, преобразующее изменение деформации испытательного образца в электрический сигнал.Это один из основных компонентов пьезорезистивного датчика деформации.

Металлический тензодатчик

Чаще всего используются тензодатчики сопротивления металла , тензодатчики сопротивления и полупроводниковые тензодатчики . Существует два типа тензодатчиков сопротивления металла: тензодатчики с нитью и тензодатчики из металлической фольги. Обычно тензодатчики плотно приклеиваются к основанию, которое создает механическую нагрузку, с помощью специального клея.Когда напряжение основы изменяется, тензодатчики сопротивления также деформируются вместе. Затем сопротивление тензодатчиков изменяется так, что напряжение, подаваемое на резистор, изменяется. Изменение сопротивления таких тензодатчиков при напряжении обычно невелико. Обычно эти тензодатчики образуют тензодатчик. И они усиливаются последующими инструментальными усилителями, а затем передаются в схему обработки (обычно аналого-цифровое преобразование и ЦП), дисплей или привод.

Внутренняя структура металлического тензодатчика сопротивления: тензодатчик состоит из основного материала, металлического тензодатчика или тензопленки, изоляционного защитного листа и выводного провода.В зависимости от использования, значение сопротивления тензорезистора может быть рассчитано проектировщиком. Однако следует учитывать диапазон значений сопротивления: значение сопротивления слишком мало, требуемый ток возбуждения слишком велик. В этом случае сопротивление тензодатчика слишком сильно меняется в разных средах; происходит дрейф выходного нуля и слишком сложная схема настройки нуля. Если сопротивление слишком велико, значит, сопротивление слишком велико и способность противостоять внешним электромагнитным помехам плохая.Как правило, оно составляет от десятков до десятков тысяч Ом.

3. Керамические датчики давления

Давление действует на переднюю поверхность керамической диафрагмы, вызывая небольшую деформацию диафрагмы. Толстопленочный резистор напечатан на задней части керамической диафрагмы и подключен к мосту Уитстона. Благодаря пьезорезистивному эффекту варистора мост генерирует высоколинейный сигнал напряжения, пропорциональный давлению и напряжению возбуждения.Стандартный сигнал откалиброван до 2,0 / 3,0 / 3,3 мВ / В в соответствии с совместимостью диапазона давления. Благодаря лазерной калибровке датчик обладает стабильностью при высоких температурах и во времени. Датчик имеет температурную компенсацию 0 ~ 70 ℃ и может напрямую контактировать с большинством сред.

Керамический датчик давления

Керамика — признанный материал с высокой эластичностью, коррозионной стойкостью, износостойкостью, ударопрочностью и вибростойкостью.Термостойкость керамики и ее толстопленочный резистор 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 невысокой ценой будут направлением развития датчиков давления. В Европе и США наблюдается тенденция к замене датчиков других типов. В Китае все больше и больше пользователей используют керамические датчики для замены диффузных кремниевых датчиков давления.

4. Сапфировые датчики давления

Изначально работая с сопротивлением деформации , используя кремний-сапфировый в качестве полупроводникового чувствительного элемента, сапфировый датчик давления обладает непревзойденными измерительными характеристиками. Схема датчика может обеспечить питание цепи тензометрического моста. Он также может преобразовывать несимметричный сигнал тензометрического моста в унифицированный выходной электрический сигнал. В датчике и преобразователе абсолютного давления сапфировый лист соединен с припоем керамической основы для стекла, который действует как эластичный элемент. Он преобразует измеренное давление в деформацию тензодатчика, чтобы достичь цели измерения давления. Таким образом, полупроводниковые компоненты из кремний-сапфира нечувствительны к температурным изменениям. Обладают очень хорошей работоспособностью даже в условиях высоких температур; сапфир обладает высокой радиационной стойкостью. Кроме того, кремний-сапфировые полупроводниковые 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 силикона используют электронную схему для обнаружения этого изменения. Они преобразуют и выдают стандартный измерительный сигнал, соответствующий этому давлению.

II Применение датчиков давления

1. Датчики давления в системе взвешивания

В коммерческих системах взвешивания промышленных систем управления все чаще используются датчики давления. Во многих процессах управления давлением часто необходимо собирать сигналы давления и преобразовывать их в электрические сигналы, которыми можно управлять автоматически.

Устройства контроля давления с датчиками давления обычно называются электронными системами взвешивания.Электронные системы взвешивания становятся все более и более важными как инструменты онлайн-контроля за потоком материалов в различных промышленных процессах. Электронная система взвешивания может не только оптимизировать производство в процессе производства продукта и улучшить качество продукта, но также собирать и передавать данные о потоках материалов во время производственного процесса в центр обработки данных для онлайн-контроля запасов и финансовых расчетов.

При автоматическом управлении процессом взвешивания датчик давления необходим для правильного определения сигнала силы тяжести.А также его динамический отклик должен быть хорошим, а характеристики защиты от помех должны быть лучше. Сигнал, выдаваемый датчиком давления, может быть непосредственно отображен, записан, распечатан и сохранен системой обнаружения или использован для управления регулировкой обратной связи.

Интеграция датчика давления и измерительной цепи значительно уменьшает объем всего устройства. Кроме того, разработка технологии экранирования также улучшит помехоустойчивость датчика давления при взвешивании и степень автоматического управления.

2. Датчики давления в нефтехимической промышленности

Датчик давления — один из наиболее часто используемых измерительных устройств в автоматическом управлении в нефтехимической промышленности. В крупномасштабные химические проекты включены почти все применения датчиков давления: дифференциальное давление, абсолютное давление, манометрическое давление, высокое давление, микродифференциальное давление, высокая температура, низкая температура и датчики давления с выносным фланцем трансмиссии из различных материалов и специальной обработки. .

Спрос на датчики давления в нефтехимической промышленности в основном сосредоточен 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 конструкции передатчика, уровня технологии механической обработки и конструкционных материалов. Стабильность и высокая точность датчика давления в основном гарантируются стабильностью и точностью измерения датчика давления.

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

Микродатчик давления — это новый тип датчика давления, изготовленный с использованием полупроводниковых материалов и технологии MEMS. Его преимущества заключаются в высокой точности, высокой чувствительности, хороших динамических характеристиках, небольших размерах, коррозионной стойкости и невысокой стоимости. Материал из чистого монокристаллического кремния имеет небольшую усталость. Микродатчик давления из этого материала имеет хорошую долговременную стабильность. В то же время микродатчик давления легко интегрируется с микродатчиком температуры.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 при очистке воды

Отрасль водоочистки, охраняющая окружающую среду, в последние годы быстро развивалась и имеет светлое будущее. При 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 может использоваться для измерения уровня статической жидкости, поэтому его можно использовать для измерения уровня жидкости.Чувствительные компоненты датчика давления в основном состоят из чувствительного элемента с силиконовым колпачком, силиконового масла, изолирующей диафрагмы и воздуховода. Давление измеряемой среды передается на сторону силиконового чашечного элемента через изолирующую диафрагму и силиконовое масло. Атмосферное эталонное давление действует на другую сторону кремниевого колпачкового элемента через воздуховод. Силиконовая чашка — это монокристаллическая кремниевая пластина чашеобразной формы с тонким дном. Под давлением нижняя мембрана чашки производит упругую деформацию с минимальным смещением.Монокристаллический кремний — идеальный эластомер. Его деформация строго пропорциональна давлению, а характеристики восстановления превосходны.

4. Датчики давления в смартфоне

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

(1) Измерение высоты

Любители альпинизма очень озабочены своим ростом.Существует два широко используемых метода измерения высоты: один — это система глобального позиционирования GPS, а другой — измерение атмосферного давления с последующим вычислением высоты на основе значения давления. Из-за технических и других ограничений общая ошибка при расчете высоты с помощью GPS составляет около десяти метров, и, если он находится в лесу или под обрывом, иногда спутниковые сигналы GPS не принимаются. Метод давления воздуха может быть выбран в более широком диапазоне, а стоимость может контролироваться на относительно низком уровне.Кроме того, датчик давления в мобильном телефоне, таком как Galaxy Nexus, также включает датчик температуры, который может регистрировать температуру, корректировать результат и повышать точность результата измерения. Поэтому добавление функции датчика давления на основе оригинального GPS смартфона может сделать трехмерное позиционирование более точным.

(2) Вспомогательная навигация

Многие автомобилисты сейчас используют мобильные телефоны для навигации, но при навигации по виадукам часто возникают ошибки.Например, когда вы находитесь на виадуке, GPS не может определить, находитесь ли вы на мосту или под мостом, из-за неправильной навигации. Однако, если к мобильному телефону добавлен датчик давления, его точность может составлять 1 метр, так что он может помочь GPS в измерении высоты.

(3) Позиционирование в помещении

Сигналы GPS не 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 оборудован датчиком давления, а затем совмещен с акселерометром, гироскопом и другими технологиями, можно достичь 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 измерениях датчиков температуры.

Минимально инвазивная хирургия может не только уменьшить травму операционного поля, но и значительно уменьшить боль пациента. Чтобы соответствовать таким требованиям, помимо опыта хирургической операции у врача, а также с использованием различного медицинского оборудования для наблюдения. 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 для 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 иметь возможность точно контролировать давление диализата и крови, чтобы поддерживать его в заданном диапазоне. Для этого типа применения требуется, чтобы датчик был компактным и мог выдерживать жидкие среды. Во многих случаях датчики, несовместимые с жидкими средами, требуют дополнительных установочных компонентов для их защиты.Переносимость жидкой среды особенно важна при мониторинге дыхания пациента, поскольку датчик здесь должен выдерживать кашель пациента и выдыхаемый влажный воздух.

6. Датчики давления MEMS

Датчик давления MEMS представляет собой тонкопленочный элемент , который деформируется под действием давления. Датчик деформации (пьезорезистивный датчик) можно использовать для измерения этой деформации или ее можно измерить по изменению расстояния между двумя поверхностями путем измерения емкости.

Датчик давления MEMS

Автомобильная промышленность остается крупнейшей областью применения датчиков давления MEMS, на которую приходится 72% ее продаж, за ней следует медицинская электроника (12%), промышленные секторы (10%). Потребительская электроника и военная авиация — оставшиеся 6% рынка.

В автомобильной области управление двигателем является его основным приложением, включая датчики давления воздуха в коллекторе в бензиновых двигателях и датчики давления в системе Common Rail в транспортных средствах с дизельным двигателем.Чтобы улучшить ситуацию сгорания, 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 труда цена автомобильных датчиков намного выше, чем потребительских датчиков. Кроме того, автомобильным датчикам требуется много времени для идентификации. Эти датчики должны надежно работать до 15 лет.Некоторые датчики, такие как датчики тормозов или давления в шинах, имеют решающее значение для безопасности автомобиля.

Новое применение датчиков давления MEMS в автомобилях — 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 для защиты силиконовой пленки используется масло. Таким образом, он может выдерживать давление до 70 бар. Устройства MEMS из пористого кремния также используются в современных боковых подушках безопасности.

В промышленной области основные области применения датчиков давления MEMS 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 атмосферного давления в самолетах используются датчики для контроля двигателей, закрылков и других компонентов.

За последние несколько лет датчик давления быстро продвинулся вперед, что положительно сказалось на конкурентной среде.Он вывел на рынок новых игроков и расширил круг существующих на рынке игроков.

Как работает датчик давления?

Omega — надежный источник датчиков давления и тензодатчиков, обеспечивающих получение высококачественных данных по множеству 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 интерпретироваться устройством считывания 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 прикрепленными к нему четырьмя тензодатчиками. Тензодатчики сконфигурированы в виде моста Уитстона, где все 4 резистора (обозначенные R1 — R4 на рисунке 2) равны и изменяются на равную величину пропорционально при приложении напряжения. Чем больше сила или напряжение (вход), тем больше выход.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 возникает отклонение диафрагмы. В зависимости от технологии тензодатчика выходная мощность может варьироваться от 1 до 3 милливольт на вольт (мВ / В) до 10-30 мВ / В. Чтобы рассчитать выходную мощность в полном масштабе, вам нужно умножить выходную мощность датчика на напряжение, используемое для питания устройства. Например, для датчика 3 мВ / В, если мы использовали 10 В постоянного тока в качестве напряжения возбуждения, мы ожидали бы получить 3 мВ / В x 10 В = 30 мВ на полной шкале.

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

Примеры

Хорошим примером того, как работает датчик давления, является датчик давления PX4600. Давление технологического процесса, которое пытается измерить заказчик, будет подводиться к элементу диафрагмы через порт доступа.Давление вызовет отклонение диафрагмы, нагружая мост Уитстона на другой стороне диафрагмы и создавая выходной сигнал мВ / В. Затем этот милливольтный сигнал считывается устройством, способным принимать милливольтный сигнал, или передается в усилитель или формирователь сигнала для дальнейшей обработки сигнала.

PX409-USBH имеет разъем USB на конце кабеля для прямого ввода в портативный компьютер. Бортовая электроника преобразует сигнал в удобный, простой в использовании протокол связи. Воспользуйтесь нашим бесплатным программным обеспечением, которое доступно на нашем веб-сайте. Устройство можно подключить к ноутбуку, который будет отображать и собирать данные, одновременно обеспечивая питание самого датчика.

Рисунок 6.
DPG409 Цифровой манометр DPGM409 использует цифровой выход в версиях с беспроводным передатчиком. Это позволяет получать показания с удаленной прямой видимости без необходимости прокладывать сигнальный провод. Беспроводной приемник будет принимать этот сигнал и отображать или записывать данные.

Категории датчиков

Рис. 7. без усиления
Большинство тензодатчиков имеют выходной сигнал без усиления. Неусиленные выходы распространены среди устройств, которые слишком малы для оснащения электроникой формирования сигнала, или где окружающая среда слишком экстремальна для электроники.

Это относится к продуктам PX1004, PX1005 и PX1009, которые не имеют усиления из-за очень высоких и очень низких рабочих температур, в которых они предназначены для работы. Датчики без усиления имеют довольно короткую дальность передачи, обычно не более 6,1–9,1 м (20–30 футов). Это потому, что сила сигнала очень мала. Это также делает их восприимчивыми к электромагнитному шуму из окружающей среды.

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

Рис. 8. Датчики с усилением
Датчики с усилением используют внутреннюю электронику преобразования сигнала для создания более сильного сигнала.Это делает их менее восприимчивыми к окружающему шуму и позволяет 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 с токовым выходом могут посылать усиленный сигнал на расстояние до 304,8 м (1000 футов) и при этом обеспечивать высокую точность. Как правило, датчики на выходе напряжения могут поддерживать точность менее 30,5 м (100 футов).

Цифровой
Третий тип датчика, классифицируемый по выходу, — это датчик цифрового выхода.Этот тип выхода может обеспечить самый низкий уровень шума и самые большие доступные расстояния передачи. Доступно несколько стилей связи, например DPGM409 и PX409-USBH или устройства RS485.

Соображения по точности

Рисунок 9. Типовая калибровка по 5 точкам
.

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

Рисунок 10.
Статическая точность
Совместное влияние линейности, гистерезиса и повторяемости. Статическая точность выражается как ±% от диапазона и относится к BSL. Диапазон статической погрешности является хорошим показателем точности, которую можно ожидать от датчика давления или тензодатчика при постоянной температуре.

BSL (Лучшая прямая линия)
BSL — максимальное отклонение ошибки от базовой линии, разделенное пополам.Чтобы определить эту линию, выходы от нуля и полной шкалы используются для создания линии. Остальные точки данных измеряются на основе расстояния от этой линии. Лучшая прямая линия — это линия, которая имеет тот же уклон, что и базовая линия терминала, но смещена таким образом, чтобы ошибки равномерно разделялись по обе стороны от BSL. Лучшая прямая линия используется для описания характеристик линейности.

Нелинейность
Это максимальное отклонение калибровочной кривой от прямой линии между выходами без нагрузки и номинальными выходами.Он выражается в процентах от номинальной мощности и измеряется только при увеличении нагрузки давления.

Гистерезис
Гистерезис — это максимальная разница между выходными показаниями для одного и того же приложенного давления при приближении с противоположных направлений. Он определяется путем сравнения выходных данных для значения давления, сначала полученного при приближении от более низкого давления, а затем при приближении от более высокого давления. Чем ближе два показания, тем меньше гистерезис. Эту ошибку сложно 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 выше воспроизводимость. Эту ошибку исправить нельзя.

Преобразователь давления

: типы, принцип работы

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

Преобразование давления в электрический сигнал достигается за счет физической деформации тензодатчиков, которые прикреплены к диафрагме датчика давления и подключены к мосту Уитстона. Давление, подаваемое на датчик давления, вызывает отклонение диафрагмы, что вызывает деформацию датчиков. Деформация вызовет изменение электрического сопротивления, пропорциональное давлению.

Принцип работы датчика давления

Наиболее популярные конструкции преобразователей давления содержат коллектор силы, такой как эластичная диафрагма, и преобразовательный компонент, в котором для создания электрического сигнала используется зависимый резистивный, индуктивный или емкостной метод. Тип используемого электрического устройства определяет компоненты, используемые для изготовления датчика давления.

В датчиках давления

используются тензодатчики для измерения действующей на них силы.Тензодатчики выдерживают деформацию, и эта деформация вызывает изменение генерируемого им напряжения. Измерение давления основано на степени изменения обнаруженного напряжения.

Существуют также исключительные преобразователи давления, в которых используются емкостные или пьезоэлектрические датчики, а не тензодатчики. Они предпочтительны в зависимости от диапазона, рабочей среды и точности, ожидаемой от датчика давления. Чтобы узнать больше о том, как работает датчик давления, щелкните здесь.

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

Как работает преобразователь статического давления?

Датчики статического давления оценивают давление застойной жидкости, которые являются наиболее распространенными инструментами контроля давления.

Когда жидкость оказывает давление на датчик давления, тензодатчик (или датчик) деформируется. Эта деформация происходит при изменении напряжения.Величие вариаций согласуется с силой давления. Как только давление сбрасывается, тензодатчик возвращается к своей исходной конфигурации.

Пьезоэлектрические преобразователи давления являются иллюстрацией преобразователей динамического давления или нестатических преобразователей. Они не могут измерить статическое давление; в качестве альтернативы они измеряют колебания давления в режиме реального времени.

Пьезорезистивный датчик давления Датчик давления

В обычном пьезорезистивном преобразователе давления с тензодатчиками используются тензодатчики, прикрепленные к гибкой диафрагме, так что любое изменение давления вызывает небольшую деформацию или деформацию вещества диафрагмы.Деформация изменяет сопротивление тензодатчиков, обычно регулируемое как мост Уитстона, что позволяет легко преобразовать измерение давления в практический электрический сигнал.

Схема тензометрического датчика давления (Ссылка: Instrumentationtools.com )

Емкостной датчик давления

Преобразователь давления с переменной емкостью имеет диафрагму и другой электрод, прикрепленный к негерметичной поверхности с зазором определенного расстояния внутри диафрагмы и электрода.Изменение давления увеличивает или уменьшает зазор, что приводит к изменению емкости. Это изменение емкости затем 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 манометры или вакуумметры, все они могут быть разделены на эти три класса: абсолютное давление, манометрическое давление и дифференциальное давление.

Абсолютное давление

Абсолютное давление измеряет давление относительно полного вакуума, используя абсолютный ноль в качестве точки отсчета. Датчик барометрического давления — яркий тому пример. Они также включают герметичный манометр, где сигнал был смещен, чтобы соответствовать манометрическому давлению во время строительства.

Манометрическое давление

Манометрическое давление измеряет давление относительно атмосферного. Датчик давления в шинах является примером оборудования для измерения манометрического давления. Он также включает датчики вакуума, чьи сигналы инвертируются, чтобы их сигнал был положительным, когда определяемое давление находится под атмосферным давлением.

Дифференциальное давление

Датчик перепада давления измеряет разницу между двумя давлениями на каждой стороне датчика. Датчик давления жидкости — очевидный пример, в котором измеряются уровни жидкости над и под жидкостью.

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

Типы выходных сигналов давления

Датчик давления генерирует электрический выходной сигнал, сравнимый с давлением, приложенным к электрическому источнику и источнику давления. Это может быть ток, напряжение или частота. Доступны четыре различных выходных параметра, их краткое описание и наилучшие условия использования приведены ниже.

Цифровой датчик давления

Цифровой сигнал более универсален, чем аналоговые сигналы; обычно их называют интеллектуальными устройствами, поскольку они предлагают большую функциональность, чем другие типы датчиков.

Интеллектуальные датчики

могут регулярно отображать свое местоположение, регистрировать данные, информацию о калибровке, обнаруживать аномальные события или активировать сигналы тревоги. При определении цифрового выхода, поскольку доступно множество протоколов связи, важно выбрать протокол, совместимый с вашей системой. В зависимости от протокола дальность передачи может превышать милю. Датчики этого типа подходят для интеллектуального зондирования и применения на больших расстояниях передачи.

Милливольт Датчик давления на выходе (логометрический)

В этом типе выходного сигнала фактический выходной сигнал прямо пропорционален входному возбуждению или мощности датчика давления.Если возбуждение будет чередоваться, результат тоже будет разным. Из-за его зависимости от уровня возбуждения для преобразователей милливольт рекомендуется использовать контролируемые источники питания.

Датчик не должен находиться в электрически зашумленном состоянии, так как выходной сигнал очень слабый. Однако эти устройства могут легко работать в более суровых условиях, чем другие типы выходов, из-за отсутствия на выходе преобразования сигнала и компактной конструкции. Их можно использовать на малых расстояниях, когда существует минимальный электрический шум или требуется более надежный датчик давления для работы в суровых условиях.

Напряжение Датчик давления

В датчиках давления такого типа выходной сигнал обычно составляет 0-5 или 0-10 В постоянного тока и представляет собой более высокий выходной сигнал по сравнению с милливольтным преобразователем из-за состояния его интегрального сигнала.

В зависимости от модели выходной сигнал преобразователя обычно не является прямой функцией входного сигнала. Это означает, что неуправляемых источников питания часто бывает достаточно, если они находятся в пределах определенного диапазона мощности. Они имеют выходной сигнал более высокого уровня и, следовательно, не так чувствительны к электрическому шуму, как преобразователи милливольт. Их можно использовать в промышленных условиях с относительно высоким уровнем шума.

мА Выход Датчик давления

мА — самый популярный выходной сигнал. Сигнал может отличаться от 0 до 4 мА и до 20 мА и создается как двухпроводное устройство, в котором линии электропитания подают напряжение на датчик, а датчик регулирует ток в цепи, формируя сигнал.

Эта конфигурация представляет сигнал, более устойчивый к электрическому сопротивлению, и позволяет использовать длинные кабели, превышающие 1000 футов.Они используются в средах с высоким уровнем электрического вмешательства или там, где требуются большие дальности передачи.

Чтобы узнать больше о типах датчиков давления, посетите здесь!

Выбор подходящего датчика давления

Вам все еще нужно выбрать, какой тип датчика давления или преобразователя давления вам нужен?

Как упоминалось ранее, существуют различные типы датчиков давления для множества применений. У каждого датчика давления есть несколько аспектов, которые будут влиять на его работу и области применения, для которых датчик давления работает лучше всего.При выборе датчика давления следует учитывать следующие шесть критериев:

Применение и тип измерения

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

Диапазон давления

По-видимому, наиболее важным решением при выборе датчика давления является диапазон входного сигнала.При выборе подходящего датчика давления в зависимости от диапазона измерения давления необходимо учитывать два противоречащих друг другу соображения:

• Необходимо учитывать точность прибора и его защиту от избыточного давления. С точки зрения точности, диапазон датчика должен быть достаточно низким, т. Е. Стандартное рабочее давление около среднего диапазона. Таким образом, эта ошибка, обычно в процентах от полной шкалы, сводится к минимуму.
• С другой стороны, всегда следует допускать последствия повреждения из-за избыточного давления из-за дефектной конструкции, ошибок эксплуатации или невозможности изолировать прибор во время испытаний под давлением и запуска.Следовательно, важно определить требуемый диапазон и требуемую степень защиты от избыточного давления.

Технологическая среда

Технологическая жидкость — еще один важный фактор при выборе подходящего датчика. Эти материалы, которые часто рассматриваются как «смачиваемые части», следует выбирать так, чтобы они соответствовали измеряемой жидкости. Для помещений с чистым и сухим воздухом допустимы практически любые материалы. Однако для условий использования морской воды следует использовать сплавы с высоким содержанием никеля, такие как сплав 718 INCONEL® (UNS N07718).Другие популярные материалы включают нержавеющую сталь 316 и нержавеющую сталь 17-4. Также, если нужна сантехника, это стоит учитывать.

Диапазон температур и среда установки

Очень высокие колебания температуры или вибрации ограничивают правильную работу передатчиков. Для экстремальных температур предпочтительна тонкопленочная технология. Экстремальные температуры также вызывают ошибки на выходе преобразователя.

Среды с высокой вибрацией поддерживают небольшие преобразователи без усиления.Корпус преобразователя следует выбирать в соответствии как с классификацией электрических зон, так и с условиями коррозии конкретной установки.

Необходимо учитывать защиту от коррозии, как при разбрызгивании агрессивных жидкостей, так и при воздействии коррозионных газов за пределами корпуса.

Обычно это достигается размещением их внутри продуваемых или взрывозащищенных домов или в искробезопасных конструкциях. Если требуется компактный размер, лучшим выбором будет датчик без усиления.

Точность

Манометры бывают различной точности. Точность типичных датчиков давления может отличаться от 0,5% до 0,05% от полной шкалы. Требуется более высокая точность, когда необходимо считывать значения давления на небольшой глубине для критических требований.

Выход

Существуют различные типы выходов для датчиков давления, о которых говорилось ранее. В общем, очень важно учитывать ограничения и преимущества каждого вывода, чтобы определить лучший тип вывода для конкретного приложения.

Приложения для датчиков давления

Ниже перечислены некоторые основные области применения преобразователей давления:

• Эти преобразователи подходят для любых применений, связанных с гидроэнергетикой, где требуется точное определение силы с высоким разрешением.
• Эти преобразователи используются там, где требуется измерение силы с объединенным цифровым дисплеем.
• Эти преобразователи используются в насосах с обратной связью для проверки рабочих характеристик насоса.
• Эти преобразователи используются в качестве реле давления с электронным переключением.
• Эти преобразователи подходят для приложений с замкнутым контуром, таких как электронная компенсация давления, которые вычисляют силу до и после сопоставимого дозирующего крана для точного измерения падения давления.

Датчики давления предназначены для использования в промышленности. Однако из-за неправильной подгонки возникает ряд проблем. При устранении этой проблемы устройство должно быть установлено в правильном месте.Если датчик препятствует работе во время работы, определите передаваемый ампер, если только не будет исходное напряжение без давления от датчика, а также укажите полную мощность при давлении. Если сигнал не изменяется, мы можем понять, что устройство не реагирует на давление. В некоторых штатах проблемы датчика можно решить путем ремонта, повторной калибровки; в противном случае этот преобразователь можно заменить.

Преимущества и недостатки датчика давления

Вот некоторые плюсы и минусы использования датчиков давления:

Преимущества :

1) Они экономичны, надежны и быстро реагируют.

2) Они обладают превосходной точностью, отличной стабильностью, регулируемым выходом и соответствующей линейностью.

3) Это быстро реагирующие, высокочувствительные измерительные приборы небольшого размера.

Недостаток:

1) Они имеют умеренную точность, подверженную дрейфу или нестабильности.

2) Они имеют замедленную реакцию на удары и вибрацию.

3) Работают в узком температурном диапазоне, с умеренной точностью и вялым откликом.

4) Они относительно чувствительны к условиям окружающей среды.

Преобразователь давления: принцип работы, применение и установка

Преобразователи давления — это универсальные устройства, основанные на простом принципе работы. Давление — это основная величина в контрольно-измерительных приборах и управлении, и его также можно использовать для расчета других переменных, таких как уровень и расход. На рынке представлен широкий выбор датчиков давления для приложений с различными потребностями.

Чтобы узнать больше об измерении и калибровке давления, щелкните здесь.

Виды давления

То, как мы измеряем давление в наших технологических процессах, может варьироваться в зависимости от того, какой тип давления вас интересует. Если вы хотите знать только само давление, манометр покажет вам абсолютное или манометрическое давление. Если вы хотите использовать давление для измерения такой переменной, как расход, вам понадобится датчик перепада давления (DP).

Чтобы узнать больше о трех видах давления, прочтите эту статью.

Принцип работы преобразователя давления

Как и другие преобразователи, преобразователь давления состоит из электроники, подключенной к датчику.На рынке мы можем найти преобразователи с датчиками давления многих типов — емкостные, пьезоэлектрические, резонансные кремниевые и другие. В этой статье основное внимание будет уделено емкостному датчику, так как он является наиболее распространенным, хотя это не делает его лучшим.

Таким образом, давление, приложенное к емкостным ячейкам, приведет к изменению емкости датчика. Это изменение повлияет на частоту генератора, и датчик давления обнаружит это изменение. Затем передатчик преобразует эти данные в стандартный выходной сигнал, который мы можем прочитать.

Используя локальную настройку или портативный компьютер, вы можете настроить преобразователь, изменив такую ​​информацию, как единицы измерения, диапазон измерения и выходной сигнал.

Если вы хотите узнать больше об использовании преобразователя давления с коммуникатором HART, щелкните здесь.

Больше, чем просто устройство давления

Преобразователи давления

могут измерять не только давление. Используя различные первичные элементы, вы можете измерять расход с помощью преобразователя дифференциального давления.Вы также можете измерить уровень закрытых и открытых резервуаров. Для этого вы можете использовать преобразователь дифференциального давления с дифференциальным, абсолютным или избыточным давлением.

Сегодня у нас есть другие принципы, которые также или лучше работают для измерения расхода или уровня. Однако вы по-прежнему найдете устройства для измерения давления во многих сегментах, процессах и измерениях.

Установка преобразователя давления

Вы можете установить преобразователь давления во всех сферах применения, но все они требуют разной установки.Например, вы хотите измерить уровень с помощью устройства дифференциального давления. Если у вас открытый резервуар, то вы можете установить прибор на дно резервуара с помощью фланца с заполненной герметичной тарой.

Если вы хотите измерить расход с помощью пито, вы можете установить устройство с помощью одного фланца прямо на пито. Или, если у вас есть паровой расходомер с диафрагмой, вы захотите установить преобразователь удаленно с помощью герметичного резервуара между устройством и технологическим процессом.

При таком большом количестве вариантов самая простая, дешевая и надежная установка будет зависеть от вашего процесса. Если вам нужна помощь в выборе устройства давления, взгляните на нашего интеллектуального помощника по давлению.

Купить манометр в нашем интернет-магазине

Чтобы узнать больше о датчиках давления, свяжитесь с нашими инженерами!

Принцип действия электронных датчиков давления

| Контрольно-измерительные инструменты

Электронные датчики / датчики давления Принцип

Большинство электронных датчиков давления включают в себя различные элементы, такие как первичный датчик давления, и он используется для изменения измеряемой электрической величины для создания пропорционально изменяемого электронного сигнала.

Поскольку форма энергии передается от механической к электрической природе, эти устройства часто классифицируются как преобразователи.

Как правило, электрические датчики давления более точны и имеют гораздо меньшее время отклика. Отчасти это связано с точностью их электронной схемы, а отчасти с чрезвычайно малым перемещением, которое требуется эластичным элементам для получения необходимого электрического изменения.

Уменьшенный ход почти исключает дрейф, трение и гистерезис, характерные для сильфонов, диафрагм и элементов Бурдона, которые требуют относительно больших перемещений..

Емкостной датчик давления

Емкостной датчик давления работает по принципу, согласно которому, если чувствительная диафрагма между двумя пластинами конденсатора деформируется из-за перепада давления, между ним и двумя пластинами возникает дисбаланс емкости.

Этот дисбаланс обнаруживается в цепи емкостного моста и преобразуется в выходной ток постоянного тока от 4 до 20 мА.

Это показано на рисунке, где движение гибкой диафрагмы относительно неподвижной пластины определяется изменением емкости.Вторичная изолирующая диафрагма используется для защиты чувствительной диафрагмы.

В конденсаторах другого типа используются полые концентрические металлические цилиндры. Емкость этого типа, как и у плоской пластины, пропорциональна площади.

Этот принцип можно применить к измерению перепада давления, как показано на рисунке. Давление, действующее на изолирующие диафрагмы, создает аналогичные давления в силиконовом масле, заполняющем пространство между ними.

Чистая сила, пропорциональная разнице между двумя давлениями, действует на металлическую чувствительную диафрагму и отклоняет ее в одну или другую сторону, в зависимости от того, какое входное давление больше.

Каждая пластина образует конденсатор с чувствительной диафрагмой, которая электрически соединена с преобразователем в металлическом корпусе.

Чувствительная диафрагма и конденсатор, таким образом, образуют дифференциальный разделительный конденсатор. Когда два входных давления равны, диафрагма расположена по центру и емкости равны.

Разница в двух входных давлениях вызывает смещение чувствительной диафрагмы и воспринимается как разница между двумя емкостями.

Тензометрический датчик давления

Деформация определяется как деформация или изменение формы материала в результате приложенных сил.

Тензодатчик — это устройство, которое использует изменение электрического сопротивления провода при деформации для измерения давления.

Тензодатчик преобразует механическое движение в электрический сигнал, когда длина провода изменяется за счет растяжения или сжатия, изменяя диаметр провода и, следовательно, изменяя электрическое сопротивление.

Изменение сопротивления — это мера давления, вызывающего механическую деформацию. Это измеряется мостовой схемой Уитстона, предпочтительно с нулевым балансом, так что тензодатчик не пропускает ток.

Измерительное устройство в сборе включает в себя чувствительный элемент (трубку Бурдона, сильфон или диафрагму), тензодатчик, прикрепленный к элементу, стабильный источник питания и считывающее устройство.

Элемент тензодатчика и типовой преобразователь показаны на рисунке ниже

Пьезоэлектрический датчик давления

Пьезоэлектричество определяется как создание электрического потенциала из-за давления на определенные кристаллические вещества, такие как кварц, соль Рошеля, турмалин, титанат бария, дегидрофосфат аммония и другие керамические кристаллы.

Этот пьезоэлектрический эффект используется для измерения давления, силы или ускорения. Основной интерес здесь заключается в его использовании в качестве датчика давления.

Кварц — наиболее часто используемый кристалл, создающий пьезоэлектрический эффект. Были разработаны синтетические кристаллы, которые производят такой же эффект и, как правило, имеют более высокую чувствительность, чем природные кристаллы.

Природа пьезоэлектрического устройства заключается в создании электрического потенциала при его деформации или напряжении.В статическом состоянии его потенциал падает, что приводит к ошибке.

Эта характеристика несколько ограничивает его использование. В качестве устройства давления он наиболее полезен там, где часто происходят колебания давления.

Он особенно подходит для измерения переходных процессов давления в баллистике, в двигателях внутреннего сгорания или в реакционных процессах, где давление изменяется быстро.

Основными преимуществами пьезоэлектрических устройств являются линейная зависимость между изменением давления и выходным напряжением и их высокочастотная характеристика (до 106 Гц для кварца).

Неоспоримым преимуществом пьезоэлектрического устройства является его чувствительность к колебаниям температуры. Воспроизводимые результаты не достигаются, если температуры не поддерживаются в жестких пределах.

Кредиты: N Asyiddin

Как работает датчик давления? Руководство для начинающих по датчику давления

Что такое датчик давления?

Датчик давления , часто называемый датчиком давления , представляет собой датчик, который преобразует давление в аналоговый электрический сигнал.

Хотя существует различных типов датчиков давления , одним из наиболее распространенных является базовый датчик тензодатчика.

Преобразование давления в электрический сигнал достигается за счет физической деформации тензодатчиков, которые прикреплены к диафрагме датчика давления и подключены к конфигурации моста Уитстона.

Давление, приложенное к датчику давления, вызывает отклонение диафрагмы, что приводит к деформации датчиков.

Деформация вызывает изменение электрического сопротивления, пропорциональное давлению.

Думаю, вам понравится:

Принцип работы преобразователя давления

Для чего нужен датчик давления?

Принцип работы преобразователя дифференциального давления

Выход датчика давления

Датчик давления цена

Калибровка датчика давления

Типы датчиков давления

Существуют различные типы датчиков давления в зависимости от их конструкции.

Эти датчики могут быть разных форм и размеров, но внутренняя технология также может отличаться.

На основе этого 4 основных типа датчиков давления:

• Тензометрические преобразователи давления
• Емкостные преобразователи давления
• Потенциометрические преобразователи давления
• Резонансные проволочные преобразователи давления

Подробнее о Промышленные датчики давления

Рекомендуемые датчики давления

Принцип работы датчика давления

Как правило, преобразователь давления состоит из трех основных компонентов: датчика давления, измерительной цепи и технологического соединения.

Основная функция датчика давления — преобразование физических параметров газа, жидкости и других физических параметров датчика давления в стандартный электрический сигнал.

Стандартный электрический сигнал более удобен для индикации сигнального устройства, регулирующего устройства, самописца и вспомогательного прибора.

Емкостные преобразователи давления измеряют все чувствительные компоненты в цельносварной конструкции.

Электронная схема — вершина пайки и монтажа разъема.

В целом конструкция прочная, прочная и имеет несколько недостатков.

Емкостной датчик давления состоит из измерительной диафрагмы и электродов с обеих сторон изоляционного листа.

Емкостные датчики давления измеряемой среды разделены на камеры высокого и низкого давления, и на разделительных диафрагмах с обеих сторон чувствительного элемента заполненная жидкостью изоляция и компоненты переносятся на стороны мембрана для измерения.

Когда давления с обеих сторон несовместимы, измерение смещения диафрагмы, смещения и разности давлений пропорционально двум сторонам диапазона емкости.

Через процесс осцилляции и демодуляции давление преобразуется в сигнал.

Принцип работы емкостного датчика давления аналогичен принципу работы датчика перепада давления , а отличается от давления в камере давления камеры давления.

Подробнее о: Как работает преобразователь дифференциального давления

Аналого-цифровой преобразователь емкостного датчика давления преобразует ток демодулятора в цифровой сигнал и использует значение микропроцессора для определения значения входного давления.

Микропроцессор управляет передатчиком.

Как работает датчик давления?

Установка преобразователя дифференциального давления Измерительная система состоит из трех частей.А именно прокладка направляющей трубы давления, прокладка электрического сигнального кабеля и установка датчика перепада давления.

Во время работы преобразователя давления давление среды передается на центральную измерительную диафрагму. Через изолирующую диафрагму и силиконовое масло.

И разница давлений от двусторонней напорной трубки принимается на двустороннюю изолирующую диафрагму, где измеряется мембрана.

Лист действует как упругий элемент и деформируется под действием перепада давления.

Существует прямая пропорциональная зависимость между смещением измерительной диафрагмы и перепадом давления, и под влиянием смещения диафрагмы емкость дифференциального конденсатора также изменяется, и измерительная цепь преобразует ее в постоянный ток. токовый сигнал 4-20 мА.

Датчик перепада давления с выносным разделителем Датчик уровня перепада давления (DP)

Если взять в качестве примера преобразователь модели SI1151, этот тип преобразователя давления не имеет центральной оси, неподвижная пластина имеет сферическую форму, а преобразователь имеет симметричную двухкамерную структуру.

При обжиге готового стекла и металлического тела после работы узла образуется сферическая вогнутая поверхность.

Наконец, на поверхность стекла наносится металлическая пленка, так что образуется неподвижная пластина.

Между двумя неподвижными пластинами приварена измерительная диафрагма, образующая подвижную пластину.

Изолирующая диафрагма на внешней стороне неподвижной пластины отвечает за передачу давления силиконового масла.

Когда диафрагма находится под давлением, она направляется к измерительной диафрагме, и диафрагма деформируется под действием давления, что приводит к изменению относительного положения емкостной подвижной пластины и сферической неподвижной пластины, а также емкости изменения в моторе.

Линия преобразует его в сигнал постоянного тока 4-20 мА.

В случае перенапряжения в первую очередь необходимо защитить измерительную диафрагму, которая прикреплена к сферической неподвижной пластине.

При возникновении перенапряжения изолирующая диафрагма полностью прикрепляется к неподвижной пластине.

Функция преобразователя в основном заключается в преобразовании стандартного электрического сигнала и настройке сигнала.

Усилители регулирования тока, преобразователи тока, генераторы, регуляторы напряжения и т. Д.вместе образуют схему преобразования.

Блок-схема показана на рисунке ниже.

Как работает датчик давления?

Подробнее о: Что такое промышленный датчик давления?

Каковы функции преобразователя давления?

Преобразователь давления — это широко используемый датчик в промышленных приложениях.

Он широко используется в различных промышленных средах самоконтроля, включая водное хозяйство и гидроэнергетику, железнодорожный транспорт, интеллектуальное строительство, автоматизацию производства, аэрокосмическую, военную, нефтехимическую, нефтяную скважину, электроэнергию, корабли.

Во многих отраслях промышленности, таких как станки и трубопроводы, основная роль датчиков давления заключается в передаче сигналов давления для отображения давления на компьютере.

Принцип грубый: механический сигнал давления воды от давления преобразуется в ток (4-20 мА), а электронный сигнал давления имеет линейную зависимость от величины напряжения или тока, которая равна в целом пропорциональный.

Следовательно, напряжение или ток, выдаваемые датчиком, возрастают с увеличением давления, тем самым обеспечивая взаимосвязь между давлением и напряжением или током.

Два давления измеряемой среды датчика давления: высокое и низкое, а низкое напряжение — низкое.

Давление в камере прикладывается к изолирующей диафрагме с обеих сторон элемента δ (т. Е. Чувствительного элемента) атмосферным давлением или вакуумом и передается на обе стороны измерительной диафрагмы через прокладку и заполняющую жидкость в корпусе. элемент.

Каков принцип работы преобразователя дифференциального давления?

Датчики перепада давления измеряют разницу между двумя давлениями.

Датчик перепада давления преобразует измерения давления в пропорциональный выходной сигнал 4–20 мА или 1–5 В постоянного тока, который действует как вход для контроллера, записывающего устройства, индикатора или аналогичного устройства.

Эти преобразователи находят применение в газовой, водной и перерабатывающей промышленности, где требуются точные измерения в широком диапазоне условий окружающей среды.

Наиболее распространенным и полезным промышленным прибором для измерения давления
является датчик перепада давления .

Это оборудование будет определять разницу в давлении между двумя портами и генерировать выходной сигнал, относящийся к откалиброванному диапазону давления.

Промышленные преобразователи дифференциального давления состоят из двух корпусов.

Чувствительный элемент давления расположен в нижней половине, а электроника — в верхней половине.

Он будет иметь два порта давления, обозначенные как «Высокое» и «Низкое».

Не обязательно, чтобы порт высокого давления всегда находился под высоким давлением, а порт низкого давления всегда под низким давлением.

Эта маркировка имеет отношение к влиянию порта на выходной сигнал.

С выходными сигналами 4… 20 мА, 4… 20 мА HART® , PROFIBUS® PA или FOUNDATION Fieldbus ™ в сочетании с искробезопасной или взрывобезопасной защитой от воспламенения (по ATEX) преобразователь дифференциального давления DPT является подходит для приложений, требующих этих функций.

Электроника всех преобразователей с взрывозащитой , даже во взрывозащищенном исполнении, безопасна.

Таким образом, можно производить настройку инструмента во взрывоопасных зонах, пока инструмент находится под напряжением.

Датчик перепада давления (DP) , также называемый датчиком перепада давления. Датчики перепада давления измеряют разницу между двумя давлениями. Датчик перепада давления преобразует измерения давления в пропорциональный выходной сигнал 4–20 мА или 1–5 В постоянного тока, который действует как вход для контроллера, записывающего устройства, индикатора или аналогичного устройства.

Каков выходной сигнал преобразователя давления?

Датчики давления

обычно доступны с тремя типами электрических выходов: милливольт, усиленное напряжение и 4-20 мА.

В этой статье объясняется, как подключать различные типы датчиков давления в зависимости от их выходного сигнала.

После этого необходимо преобразовать электрическую мощность в технические единицы, такие как фунты на квадратный дюйм или бар.

Ниже приводится сводка результатов и когда их лучше всего использовать.

Преобразователи давления на выходе, милливольт

Преобразователи

с выходом в милливольтах обычно являются наиболее экономичными преобразователями давления.

Выход милливольтного преобразователя номинально составляет около 30 мВ.

Фактический выходной сигнал прямо пропорционален входной мощности или возбуждению датчика давления.

Если возбуждение колеблется, выходной сигнал также изменится.

Из-за этой зависимости от уровня возбуждения, регулируемые источники питания рекомендуется использовать с преобразователями милливольт.

Из-за низкого уровня выходного сигнала датчик не следует размещать в среде с электрическими помехами.

Расстояния между датчиком и считывающим прибором также должны быть относительно небольшими.

Преобразователи давления с выходным напряжением

Преобразователи выходного напряжения

имеют встроенную систему преобразования сигнала, которая обеспечивает гораздо более высокий выходной сигнал, чем преобразователь милливольт.

Выходной сигнал обычно 0-5 В постоянного тока или 0-10 В постоянного тока.

Хотя это и зависит от модели, выходной сигнал преобразователя обычно не является прямой функцией возбуждения.

Это означает, что нерегулируемых источников питания часто бывает достаточно, если они находятся в пределах указанного диапазона мощности.

Поскольку они имеют более высокий выходной уровень, эти преобразователи не так восприимчивы к электрическим помехам, как преобразователи милливольт, и поэтому могут использоваться в гораздо более промышленных условиях.

Преобразователи давления с выходом 4-20 мА

Датчики этого типа также известны как датчики давления.

Поскольку на сигнал 4–20 мА меньше всего влияют электрические помехи и сопротивление в сигнальных проводах, эти преобразователи лучше всего использовать, когда сигнал должен передаваться на большие расстояния.

Нередко эти преобразователи используются в приложениях, где длина подводящего провода должна составлять 1000 футов или более.

Как выбрать датчик давления

Существует несколько типов датчиков давления для различных применений.

Каждый датчик давления имеет разные аспекты, которые влияют на то, как он работает, и на области применения, для которых датчик давления лучше всего работает.

При выборе датчика давления учитывайте эти 6 критериев:

1. Применение и тип измерения
2. Диапазон давления
3. Технологическая среда
4. Диапазон температур и среда установки
5. Точность
6. Выход

Если вы все еще не знаете, как выбрать преобразователь давления, свяжитесь с нашими инженерами по продажам.

Sino-Instrument предлагает лучшую цену на преобразователи давления, преобразователи DP и коммуникаторы HART.Sino-Instrument предлагает более 100 видов датчиков давления, интеллектуальные преобразователи давления, преобразователи дифференциального давления. Для измерения давления, измерения перепада давления, измерение расхода.

Сколько стоит датчик давления?

На цену датчика давления влияет ряд факторов.

Самым большим отличием является то, можете ли вы использовать стандартный датчик давления, имеющийся в наличии, или вам нужен датчик давления по индивидуальному заказу.

Цена на датчик давления, имеющийся в наличии, будет больше всего зависеть от уровня точности, необходимого для вашего приложения.

Чем точнее и обычно дороже датчик давления.

Выберите датчик давления, подходящий для вашего приложения

Sino-Inst предлагает более 20 датчиков давления. Вам доступен широкий выбор датчиков давления опций.Такие как бесплатные образцы, платные образцы. Sino-Inst — это всемирно признанный производитель датчиков давления, расположенный в Китае.

Sino-Inst продается через развитую дистрибьюторскую сеть, охватывающую все 30 стран мира. Датчики давления Продукция наиболее популярна в Европе, Юго-Восточной Азии и Среднем Востоке. Вы можете обеспечить безопасность продукции, выбрав ее у сертифицированных поставщиков. Имеет сертификаты ISO9001, ISO14001.

Запросить цену

.