Принцип роботи датчика тиску води

1. Принципи використання датчика тиску
2. Методи перетворення тиску в електричний сигнал
3. Реєстрація сигналів датчиків тиску
4. Які відмінності датчика тиску від манометра?
5. Потрібен датчик тиску?

Наши партнеры ArtmMisto

Датчик тиску - це пристрій, у якого фізичні параметри змінюються в залежності від тиску вимірюваного середовища, це можуть бути гази, рідини, пар. При зміні вимірюваного середовища, в якій знаходитися датчик тиску , Змінюється і його вихідні уніфікований пневматичний, електричний сигнали або цифровий код.

Принципи використання датчика тиску

Пристрій складається з первинного перетворювача тиску, в складі якого чутливий елемент і приймач тиску, схеми вторинної обробки сигналу, різних за конструкцією корпусних деталей і пристрої виведення.

Основною відмінністю кожного датчика тиску є точність реєстрації тиску (Діапазони вимірювання від 0 ... 6 бар до 0 ... 60 бар), яка залежить від принципу перетворення тиску в електричний сигнал: п'єзорезистивного, тензометричний, ємнісний, індуктивний, резонансний, іонізаційний.

Методи перетворення тиску в електричний сигнал

• тензометричний

Чутливі елементи датчиків базуються на принципі вимірювання деформації тензорезисторів, припаяних до титанової мембрані, яка деформується під дією тиску.

• п'єзорезистивного

Засновані на інтегральних чутливих елементах з монокристалічного кремнію. Кремнієві перетворювачі мають високу тимчасову і температурну стабільність. Для вимірювання тиску чистих неагресивних середовищ застосовуються, так звані, Low cost - рішення, засновані на використанні чутливих елементів або без захисту, або з захистом силіконовим гелем. Для вимірювання агресивних середовищ і більшості промислових застосувань використовується перетворювач тиску в герметичному метало-скляному корпусі, з розділовою діафрагмою з нержавіючої сталі, що передає тиск вимірюваного середовища за допомогою кремнийорганической рідини.

Ємнісні перетворювачі використовують метод зміни ємності конденсатора при зміні відстані між обкладинками. Відомі керамічні або кремнієві ємнісні первинні перетворювачі тиску та перетворювачі, виконані з використанням пружної металевої мембрани. При зміні тиску мембрана з електродом деформується і відбувається зміна ємності. В елементі з кераміки або кремнію, простір між обкладинками зазвичай заповнене маслом або інший органічної рідиною. Недолік - нелінійна залежність ємності від прикладеного тиску.

Резонансний метод - це хвильові процеси: акустичні або електромагнітні. Це і пояснює високу стабільність датчиків і високі вихідні характеристики приладу. До недоліків можна віднести індивідуальну характеристику перетворення тиску, значний час відгуку, неможливість проводити вимірювання в агресивних середовищах без втрати точності показань приладу.

Заснований на реєстрації вихрових струмів (струмів Фуко). Чутливий елемент складається з двох котушок, ізольованих між собою металевим екраном. Перетворювач вимірює зміщення мембрани за відсутності механічного контакту. У котушках генерується електричний сигнал змінного струму таким чином, що заряд і розряд котушок відбувається через однакові проміжки часу. При відхиленні мембрани створюється струм у фіксованій основний котушці, що призводить до зміни індуктивності системи. Зсув характеристик основної котушки дає можливість перетворити тиск в стандартизований сигнал, за своїми параметрами прямо пропорційний прикладеному тиску.

• іонізаційний

Іонізаційний метод - реєстрації потоку іонізованих частинок. Аналогом є лампові діоди. Лампа оснащена двома електродами: катодом і анодом, - а також нагрівачем. У деяких лампах останній відсутній, що пов'язано з використанням більш досконалих матеріалів для електродів. Перевагою таких ламп є можливість реєструвати низький тиск - аж до глибокого вакууму з високою точністю. Однак слід строго враховувати, що подібні прилади не можна експлуатувати, якщо тиск в камері близько до атмосферного. Тому подібні перетворювачі необхідно поєднувати з іншими датчиками тиску, наприклад, ємнісними. Залежність сигналу від тиску є логарифмічною.

Реєстрація сигналів датчиків тиску

Сигнали з датчиків тиску є медленноменяющіміся. Це означає, що їх спектр лежить в області наднизьких частот. Для того щоб з високою точністю оцифрувати такий сигнал необхідно придушити високочастотну частину спектру, повністю складається з перешкод. Це особливо актуально в промислових умовах. Спеціально для введення медленноменяющіхся сигналів використовуються інтегруючі АЦП. Вони проводять вимірювання не миттєвого значення сигналу (яке змінюється під впливом перешкод), а інтегрують сигнальну функцію за заданий проміжок часу, який свідомо менше постійної часу процесів, що відбуваються в контрольованому середовищі, але свідомо більше періоду самої низькочастотної перешкоди

Які відмінності датчика тиску від манометра?

Манометр - прилад, призначений для вимірювання (а не перетворення) тиску. У манометрі від тиску залежать показання приладу, які можуть бути лічені з його шкали, дисплея або аналогічного пристрою.

Потрібен датчик тиску?

Для підбору необхідного датчика тиску для роботи з частотним перетворювачем або іншим пристроєм зверніться по телефону електротехнічної компанії Енергопуск: (495) 775-24-55.

Залишилися питання?
Фахівці Енергопуск дадуть відповіді на Ваші питання:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)