Датчика давления: Датчики давления. Типы, характеристики, особенности, подбор.

Содержание

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)

Датчики давления: выбор и примеры использования

Выходная полярность в зависимости от нагрузки

Измеренное значение меняется в положительном (+) направлении при увеличении давления.

Выбор датчика давления

Примеры применения датчиков давления

Статическое измерение

Измерение статического давления воды (масла) в сосудах, работающих под давлением.

Динамическое измерение

Измерение колебаний давления в трубопроводах.

Измерение нагрузки гидравлического домкрата

Методика расчета коэффициента преобразования при измерении нагрузки гидравлического домкрата (кН или МН) с помощью датчика давления:

Поправочный коэффициент (K) = C x A
K — поправочный коэффициент
C — калибровочный коэффициент датчика
A — площадь поверхности цилиндра домкрата, на которую воздействует давление
F — максимальная нагрузка домкрата
P — максимальное давление домкрата

Пример:

Определите поправочный коэффициент, если датчик давления установлен на домкрате с максимальной нагрузкой 3 МН, а площадь поверхности цилиндра, находящаяся под давлением, равна 500 см².

Выбираем датчик давления с пределом измерения выше 60 МПа, потому что максимальное давление домкрата равно 60 МПа. В этом случае следует использовать PWH-70MPA, так как его предел измерения — 70 МПа. Если калибровочный коэффициент для PWH-70MPA равен
C= 0,035 МПа/1 x 10^-6 strain,
тогда поправочный коэффициент (K) равен
C x A = 0,035 x 10⁶ x 5 x 10^-2 = 1,75 x 10³ Н.
При переводе в МН получим:

Следовательно, настройки системы сбора данных TDS-540 должны быть следующими:
Sensor mode: 4 GAGE
Coefficient: +0.00175
Unit: MN
Point: ###.###

После ввода настроек на экране отображаются следующие данные:

Coefficient: 1.75000E-3
Unit: MN
Point: ###.###

Рекомендации потребителю

.
1.1 Климатические условия.

Климатические условия (температура окружающей среды, влажность, конденсация влаги, прямое попадание воды и солнечных лучей), при которых будет работать датчик, должны соответствовать тем, на которые он рассчитан. Датчик давления исполнения У**2 (ГОСТ 15150-69) рассчитан для работы в умеренном климате при температуре окружающей среды от минус 40°С до плюс 80°С. Место установки — открытый воздух, под навесом. Исключается прямое попадание солнечных лучей и воды (во время дождя). Кратковременно датчики могут быть влажными в результате конденсации, вызванной резкими изменениями температуры или в результате воздействия заносимых ветром осадков. Датчик по этому параметру испытывается в течение 10 суток. (максимальная влажность воздуха – 95-100% при температуре 40°С и ниже с конденсацией влаги). Не допускается длительная конденсация влаги на датчике, вызванная эксплуатацией датчика во влажном помещении при низкой температуре измеряемой среды.

Датчик исполнения УХЛ**3.1 рассчитан для работы в умеренно-холодном климате при температуре окружающей среды от минус 40°С до плюс 80°С. Место установки – сухие, нерегулярно отапливаемые помещения. Попадание воды на датчик и конденсация влаги исключены. Максимальная влажность воздуха — 80% при температуре 35°С без конденсации влаги (группа В4 по ГОСТ 12997-84).

1.2. Температура измеряемой среды.

Температура измеряемой среды не должна выходить за пределы, указанные для интервалов температур окружающей среды, если иное не оговорено в технической документации на датчик. Если температура измеряемой среды выше или ниже допустимой, должен устанавливаться отвод или предприняты другие меры для выполнения условий правильной эксплуатации.

При низкой температуре измеряемой среды необходимо принять меры (специальный отвод и т.п.), чтобы исключить появление конденсата на корпусе датчика.

1.3. Состояние и свойства измеряемой среды

Измеряемая среда должна обладать следующими свойствами:

не быть агрессивной в титановым сплавам,

не иметь загрязнений, которые могут накапливаться и уплотниться в полости штуцера перед мембраной и вызвать отказ датчика (это не относится к датчикам с открытой воспринимающей мембраной.

При эксплуатации датчика давления состояние измеряемой среды должно оставаться таким, чтобы исключить:

замерзание её при установленном датчике

кратковременные броски давления, величина которых превышает предельно допустимую (гидроудары, резонансные гидравлические и звуковые явления).

В обоих случаях возможен выход датчика из строя из-за повреждения или разрыва его мембраны.

Отборные устройства рекомендуется размещать в местах, где скорость движения среды наименьшая, поток без завихрений, т.е. на прямолинейных участках трубопроводов, при максимальном расстоянии от запорных устройств, колен, компенсаторов и других гидравлических соединений.

При пульсирующем давлении среды, гидроударах необходимо применять демпфирующую вставку нашего производства ТНКИ.716512.001 или другие меры (петлеобразные успокоители, и т.п.), чтобы не допустить повреждения или разрыва мембраны датчика.

1.4. Механические воздействия

Механические воздействия (вибрации, одиночные удары) на датчик не должны превышать следующих значений.

Для группы V3 (исполнение УХЛ**3.1) вибрации с частотой 10-150 Гц, амплитуда – 0,35 мм, ускорение 49 м/сек², удары не допускаются.

Для группы G2 (исполнение У**2) вибрации с частотой 10-2000 Гц, амплитуда – 0,75 мм, ускорение 98 м/сек², до 1000 ударов с ускорением до 100 м/ сек² с длительностью ударного импульса 2-50 мс.
Содержание

2. Подключение датчика к магистрали с измеряемой средой

2.1. Подготовка посадочного места

Посадочное место, куда устанавливается датчик, изготавливается в соответствии с чертежом, приведённом в техническом описании. Для наиболее часто используемых датчиков со штуцером М20х1,5 , М12х1,5 посадочное место должно иметь вид, представленный на рис.2.1-1.

Рис.2.1-1

2.2. Монтаж датчика

Монтаж датчика на рабочее место осуществляется гаечным ключом за шестигранник штуцера. Применение трубного ключа с использованием корпуса датчика в качестве силового элемента категорически запрещено. Герметичность соединения с магистралью достигается применением прокладки, как показано на рисунке 2.2-1.

Рис.2.2-1

Использовать уплотнение по резьбе (пакля, лента ФУМ) для обеспечения герметичности соединения запрещено, так как может произойти повреждение мембраны большим избыточным давлением (при закручивании датчика в замкнутый объём жидкости).

В случае установки датчиков непосредственно на технологическом оборудовании и трубопроводах должны применяться отборные устройства с вентилями для обеспечения возможности отключения и проверки датчиков.
Содержание

3. Электрическое подключение датчика давления

3.1.Электрические схемы подключения датчика.

3.1.1. Двухпроводная схема включения.

Двухпроводная схема включения реализуется только на датчиках, имеющих выходной сигнал постоянного тока 4‑20 мА (рис.3.1-1).

Рис.3.1-1

На схеме использованы следующие обозначения: «Д»- датчик, «+Un» – 1-й контакт датчика, «-Un» – 2-й контакт датчика, которые являются одновременно цепями питания и сигнала, «Rн»- сопротивление нагрузки, «ИП»- источник питания.

В качестве сопротивления нагрузки (Rн) в данной схеме может выступать прецизионный измерительный резистор, сопротивление стрелочного, цифрового измерителя тока или входное сопротивление контроллера. Сопротивление нагрузки может ставиться как в плюсовую, так и в минусовую цепь датчика. При работе с системой сбора данных чаще схемотехнически оправдано включать нагрузку в минусовую цепь питания датчика. Величина Rн выбирается а пределах от 0 до 1 кОм. При этом напряжение питания должно иметь следующую величину:

Up ³ 0,02 ·(Rн + Rл) + 12, (1)

где Rн- сопротивление нагрузки (Ом), Rл – сопротивление проводов соединительной линии (Ом), Up- напряжение питания датчика (В).

Для предотвращения поражения током обслуживающего персонала рекомендуется заземлять корпус датчика и источника питания (если он имеет металлические части, которые могут оказаться под напряжением).

Двухпроводная схема является самой простой и надёжной для работы датчика. Датчик не выходит из строя при неправильном включении, если перепутана полярность питания, при коротких замыканиях, менее чувствителен к помехам (особенно при малых сопротивлении нагрузки). При двухпроводном включении проще реализовать меры по снижению влияния электромагнитных помех (индустриальные помехи, радиопомехи).

Снизить влияние электромагнитных помех на линию связи можно, прокладывая ее витой парой, экранированным кабелем, экранированной витой парой (рис 3.1-2).

Рис.3.1-2
(Схема подключения двухпроводного датчика с выходным сигналом 4‑20 мА с элементами защиты)

Соединение экрана с общим проводом системы, либо с шиной заземления должно выполнятся только с одного конца. Экран кабеля линии связи должен быть надежно изолирован на всем его протяжении. Недопустимо использовать в качестве точки заземления экрана корпус электротехнического устройства (шкафа). Заземление должно выполнятся только на шину заземления, кратчайшим путем соединенную с заземляющим устройством.

На рис. 3.1-2 в цепь питания датчика дополнительно включен резистор Rогр, который защищает сопротивление нагрузки (вход измерительного или регистрирующего прибора) от возможных перегрузок при случайных замыканиях линии связи, если источник питания не имеет защиты от перегрузки, либо ток срабатывания защиты чрезмерно велик. Резистор Rогр не должен быть точным, но при этом его максимально возможное значение должно быть учтено при расчете по формуле (1).

На рис. 3.1-3 показана схема подключения группы двухпроводных датчиков с выходным сигналом 4‑20 мА. Как и в предыдущих схемах, Rн – это либо измерительные резисторы, либо эквиваленты входного сопротивления приборов контроля и регулирования.

Рис.3.1-3.
(Схема подключения группы двухпроводных датчиков)

Чтобы исключить появление дополнительной погрешности от протекания суммы выходных токов датчиков, объединение нагрузок должно быть выполнено в одной точке. Для минимизации обратной связи по проводам питания объединение проводов питания датчиков должно быть выполнено непосредственно на положительном зажиме источника питания, либо на колодке, расположенной в непосредственной близости от источника питания, а провод, соединяющий отрицательный зажим источника питания с общей точкой системы, должен быть минимальной длины.

3.1.2. Четырёхпроводная схема включения

На рис. 3.1-4 показана схема подключения четырехпроводных датчиков с унифицированным сигналами постоянного тока с токовым (0-5мА) или потенциальным выходом (0-5В).

Рис.3.1-4.
(Схема подключения четырехпроводного датчика)

На схеме обозначены: «Д»- датчик, «+» – 1-й контакт датчика, «» – 2-й контакт датчика, которые являются цепями питания, «Rн+», «Rн-«- контакты 3, 4, которые являются сигнальными цепями, «Rн»- сопротивление нагрузки, «ИП»- источник питания.

Для датчиков с токовым выходом сопротивлением нагрузки (Rн) может быть прецизионный измерительный резистор, сопротивление стрелочного, цифрового измерителя тока или входное сопротивление контроллера.

Питание датчиков осуществляется от источника питания с напряжением 20÷36В. Сопротивление нагрузки берётся в пределах от 0 до 2,5 кОм для датчиков с выходом 0-5 мА, 10 кОм и выше для датчиков с выходом 0-5 В. Датчики давления с потенциальным выходом в большей степени подвержены воздействию помех на линию связи, чем датчики с токовым выходом.

Датчики давления с четырёхпроводной схемой не допускают неправильного включения; в этом случае они выходят из строя. Кроме того, заземление приборов (датчика, источника питания, системы сбора) в этом случае должно выполняться с особой осторожностью, чтобы не допускать появления напряжений и токов, которые могут вывести из строя подключенные приборы.

Рис.3.1-5.
(Схема подключения группы четырехпроводных датчиков)

На рис. 3.1-5 показана схема подключения группы четырехпроводных датчиков с объединением одного из полюсов нагрузок. В данном включении каждый датчик должен питаться от отдельного источника питания, либо от многоканального блока питания с гальваническим разделением каналов.

Возможно включение группы четырехпроводных датчиков с одним источником питания, как показано на рис.3.1-6.

Рис.3.1-6.
(Схема подключения группы четырехпроводных датчиков с одним источником питания)

Включение датчиков по этой схеме оправдано, если в качестве нагрузок используются гальванически развязанные измерительные или регистрирующие приборы. В схеме подключения с коммутацией сигналов с нагрузочных резисторов на общий вход системы сбора данных необходимо выполнить следующие условия: коммутация должна выполнятся электромеханическими переключателями, и переключение с одного резистора нагрузки на другой должно выполнятся с паузой. Применение электронных коммутаторов затруднено, поскольку выводы нагрузочных резисторов находятся под значительным потенциалом относительно полюсов источника питания, величина которого, кроме того, зависит от построения схемы конкретного типа датчика. Одновременное замыкание ключей хотя бы в двух каналах неминуемо приведет к отказу датчиков.

3.2. Место прокладки линии связи

Провода, соединяющие датчик с остальными приборами, составляют линию связи, которая не должна прокладываться вблизи сильноточных электрических цепей. Сильноточные электрические цепи являются не только источником помехи, но и источником эдс, напряжение которой, складываясь с напряжением источника питания, приводит к появлению высокого напряжения и пробою датчиков. Источником высоковольтных импульсов напряжения (из-за наводок в линии связи) могут стать грозовые разряды. Поэтому в местах, где возможно воздействие грозовых разрядов, необходимо применять специальные меры защиты (например, использовать блоки грозозащиты или датчики со встроенными блоками грозозащиты, которые выпускаются нашим предприятием).

3.3. Подключение датчика к линии связи

Правильное подключение датчика к линии связи особенно важно в случаях, когда датчик необходимо защитить от попадания воды и влаги. В этом случае датчик должен быть выбран с сальниковым вводом (прямой, угловой), а линия связи в месте ввода в датчик должна быть выполнена кабелем круглого сечения с требуемым количеством жил. Подключение кабеля к контактной колодке производится в соответствии с рисунком 3.3-1 в следующей последовательности.

Рис.3.3-1

Разделывается кабель 6, снимается крышка 1, закрепленная двумя невыпадающими винтами, выворачивается гайка 5 сальника и извлекается металлическая шайба 4 и резиновая прокладка 3. В прокладке 3 строго посередине пробивается отверстие по внешнему диаметру кабеля или на 0,5 мм больше. На разделанный кабель одеваются гайка 5, шайба 4 и прокладка 3. Кабель с элементами уплотнения вставляется в отверстие сальника в соответствии с рис. 3.3-1. Ослабляются винты 7 контактной колодки 2. Оголенный проводник жилы вставляется между пластинкой 8 и контактом, заворачивается винт 7. Крышка 1 устанавливается на место и закрепляется винтами. Герметизация кабельного ввода производится закручиванием гайки 5 таким образом, чтобы прокладка туго обжимала кабель.

Необходимо помнить, что крышка имеет три места, через которые может проникнуть вода и влага:

ввод кабеля,

отверстие для винтов крепления крышки,

соединение крышка- кожух датчика.

Ввод кабеля герметизируется сальниковым уплотнением, винты — резиновыми кольцами, которые на них одеты, сама крышка – резиновым кольцом в основании крышки. Нарушение герметичности в любом из указанных мест может привести к отказу датчика из-за попадания в него воды. Поэтому необходимо следить, чтобы резиновые уплотнители были в наличии, а оба винта крышки и гайка сальника достаточно хорошо затянуты.

Очень часто в местах прохождения кабеля имеются зоны, где образуется конденсат (например, трубы с холодной водой). Капли конденсата, попадая на кабель, стекают по нему на крышку датчика и при недостаточно хорошем уплотнении попадают под крышку и далее в датчик. В таких случаях желательно, чтобы до ввода в датчик кабель имел ниспадающую петлю, которая предотвратит стекание воды в датчик по кабелю.

ВНИМАНИЕ: Если при монтаже датчика по какой-либо причине допущено нарушение в уплотнении сальника, необходимо принять дополнительные меры по защите кабельного ввода от попадания воды и влаги. Однако, в этом случае предприятие не несёт ответственности за отказ датчика, вызванный попаданием в него воды.

3.4. Включение датчика и проверка его работоспособности.

Перед включением датчика необходимо проверить:

правильность выбора место установки датчика (климатические условия (1.1), температура измеряемой среды (1.2), состояние и свойства измеряемой среды (1.3), механические воздействия (1.4) на датчик),

правильность подключения датчика к магистрали с измеряемой средой (герметизации места соединения датчика с магистралью с использованием требуемого посадочного места (2.1) и правильного монтажа датчика (2.2)на рабочее место),

правильность электрического подключения датчика (схема включения датчика (3.1), место прокладки линии связи (3.2), герметичность кабельного ввода (3.3)),

напряжение питания датчика, которое не должно превышать 36 В,

наличие постоянных, переменных, импульсных напряжений между корпусом и питающими, сигнальными шинами (наводки, паразитные ёмкости в оборудовании, подключаемому к датчику и т.п.).

Невыполнение любого из указанных условий может привести к отказу датчика.

Напряжение между корпусом и питающими, сигнальными шинами может явиться источником помех, а при большой величине, если оно превышает напряжение пробоя изоляции датчика, приводит к его отказу.

Если все указанные требования выполнены, то производится включение датчика, т.е. подача питающего напряжения на него. О работоспособности датчика можно судить по его выходному сигналу при нулевом избыточном давлении (штуцер датчика соединён с атмосферой). Выходной сигнал зависит от типа применяемого датчика (ДИ, ДА, ДВ, ДИВ), от вида унифицированного сигнала датчика (4-20 мА, 0-5 мА, 0-5 В), от диапазонов измеряемых давлений.

Датчики избыточного давления (ДИ), имеющие нижний предел измеряемого избыточного давления равный нулю, так же как и датчики разрежения (ДВ), должны иметь выходной сигнал, соответствующий нижней границе его выходного сигнала (4 мА, 0 мА, 0 В). Если нижний предел измеряемого избыточного давления датчиков ДИ не равен нулю, то выходной сигнал будет всегда иметь меньшую величину. Отсутствие выходного сигнала у датчиков с выходом 4-20 мА, как правило, свидетельствует об обрыве в соединительных цепях, плохом контакте в местах соединений, в том числе и в контактной колодке датчика (не зажат провод, окисная плёнки на контактах из-за долгого хранения) и т.п.

Датчики абсолютного давления (ДА), так же как и датчики избыточного давления- разрежения (ДИВ), всегда имеют выходной сигнал больше, чем нижняя граница выходного сигнала.. «Добавку» (Д) к выходному сигналу датчика ДА можно ориентировочно рассчитать, зная верхний предел измеряемого давления датчика (Рн) в МПа и диапазон (В) выходного сигнала (16 мА для датчика с выходом 4-20 мА, 5 мА для датчика с выходом 0-5 мА, 5 В для датчика с выходом 0-5 В).

Д= В*0,1/Рн

Особый класс составляют высокотемпературные датчики давления, нижний предел выходного сигнала которых устанавливается только при достижении рабочей температуры измеряемой среды (равной середине диапазона температурной компенсации). Проконтролировать работоспособность датчика в этом случае можно по данным из паспорта, в котором указывается значение начального выходного сигнала при комнатной температуре.

Если выходной сигнал не соответствует паспортным данным, необходимо дополнительно проверить напряжение питания непосредственно на клеммах датчика. Для датчика с выходом 4-20 мА оно должно лежать в пределах 12В…36В, для остальных датчиков 24В…36В.

Если выходной сигнал датчика нестабилен, то, как правило, это связано с наличием сильных электромагнитных помех или помех между корпусом и питающими, сигнальными шинами. Во многих случаях избавиться от этого можно с помощью установки конденсатора между корпусом датчика и контактом питания на контактной колодке датчика. Соединение должно иметь минимальную длину, индуктивность и выполнено с учётом требований, предъявляемым к высокочастотному монтажу. Для подавления высокочастотных помех достаточно высокочастотного конденсатора емкостью 300-500 пф., дли подавления низкочастотной помехи — конденсатора типа К73-17 емкостью 1,0-2,0 мкф. Существуют другие более эффективные, но более трудоёмкие способы защиты от помех, которые описаны в технической литературе.

Из сказанного следует, что перед установкой датчика на рабочее место желательно проверить его работоспособность в лабораторных условиях. В этом случае неработоспособность датчика, выявленная после установки его на рабочее место, укажет на то, что отказ произошёл во время установки из-за нарушений правил эксплуатации обслуживающим персоналом.

Если после установки или во время эксплуатации датчик оказался неработоспособным, его необходимо снять, автономно проверить в лабораторных условиях, составить акт об отказе датчика, оформить рекламацию (4.2), выслать датчик вместе с рекламацией изготовителю.

Если выходной сигнал находится в допуске, то датчик готов к работе. При правильной установке датчика и его эксплуатации датчик работает надёжно и не требует регулировок. Необходимо помнить, что датчик является высокоточным прибором и требует соответствующего обращения. Обслуживающий персонал должен быть обучен для работы с ним.
Содержание

4. Отказы датчиков

4.1.Отказы датчиков по вине потребителя.

4.1.1. Перегрузка давлением.

Отказы датчиков по этой причине происходят при подаче на датчик давления, значительно превышающего предельно допустимое.

Данное нарушение наблюдаются, как правило, у потребителей, использующих датчики для измерения давления в системах горячего, холодного водоснабжения и теплосетях. В большинстве случаев потребитель не догадывается о допущенном нарушении, так как оно, как правило, не фиксируется приборами учёта, установленными в системах.

Речь идёт о локальном изменении давления в месте установки датчика. Причины, по которым может возникнуть высокое локальное статическое или динамическое давление, приведены ниже.

Высокое статическое давление может возникнуть при установке датчика на рабочее место без соблюдения требований технической документации (Подключение датчика к магистрали с измеряемой средой (2)), например, если для герметизации соединения датчика с магистралью используется уплотнение по резьбе. Так как вода несжимаема, то при вкручивании датчика в замкнутый объём развиваются давления, достаточные для выдавливания мембраны.

Для подключения датчика к магистрали используется манометрическое соединение (ГОСТ 23988-80…23997-80, 2405-88), которое обеспечивает герметичность соединения во всём диапазоне измеряемых давлений от 0 до 160 МПа. При этом соединении торец штуцера имеет специальный профиль для герметизации с помощью жёсткой прокладки (рис.2.1-1 и 2.1-2).

Обслуживающий персонал должен быть обучен монтажу датчиков.

Кроме того, большие статические давления могут возникнуть:

при размораживании системы в зимних условиях (Состояние и свойства измеряемой среды (1.3)),

при замерзании воды, оставшейся в штуцере датчика,

при надавливании стержнем на мембрану для проверки реакции датчика необученным персоналом.

Высокое динамическое давление может возникать при наличии динамических, кратковременных процессов (резонансные гидравлические явления, гидроудары), возникающих при изменении потока протекающей жидкости (заполнение системы, отключение воды и т.п.) и определяется состоянием и свойствами измеряемой среды (1.3). В этом случае многое зависит от места установки датчика. Мембрана датчика малоинерционна и поэтому «отрабатывает» самые кратковременные броски давления. При этом усреднённое значение давления может сильно не изменяться. Поэтому не происходит разрушение трубопроводов и не фиксируется значительное повышение давления приборами учёта, установленными для обслуживания системы.

Данное нарушение выявляется при анализе отказа датчика на предприятии-изготовителе. Проведённые на предприятии специальные испытания на разрушение показали, что необратимые изменения в датчике начинают происходить при перегрузках, превышающих номинальное давление в 3…10 раз.

В зависимости от величины допущенной перегрузки в датчике могут произойти следующие необратимые изменения:

уход начального смещения тензопребразователя без видимого повреждения кристаллического чувствительного элемента,

сильный уход начального смещения тензопребразователя при наличии кольцевых и радиальных трещин на чувствительном элементе,

разрыв мембраны и полное разрушение чувствительного элемента.

Указанные изменения могут происходить только по вине потребителя, так как КАЖДЫЙ датчик в процессе изготовлении и при проведении приёмо-сдаточных испытаний проверяется на влияние перегрузки. Датчики давления выдерживают 1,5 кратные перегрузки без изменения метрологических характеристик.

4.1.2. Высокое напряжение.

Это вид отказов связан с нарушениями по электрическому подключению датчика (3) и происходит при подаче на датчик напряжения, значительно превышающего предельно допустимое.

Существуют два вида данного нарушения правил эксплуатации:

подача высокого напряжения (постоянного, переменного, импульсного) между корпусом и питающими или сигнальными шинами;

питание датчика напряжением, величина которого превышает предельно допустимую (в том числе, импульсные броски напряжения).

Даже при применении стабилизированного источника питания высокое напряжение может возникнуть из-за наводок в соединительном кабеле, которые возникают при грозовых разрядах, а также при изменении тока в сильноточных силовых цепях, расположенных в непосредственной близости от кабеля.

Изготовитель гарантирует работу датчика при напряжении питания до 36В включительно. Дополнительные исследования показали, что датчик выдерживает кратковременное увеличение напряжения питания до 65В.

Допустимое напряжение между корпусом и питающими или сигнальными шинами, определяется электрической прочностью изоляции, которая проверяется при напряжении 500В (50 Гц) с выдержкой в течение 1 минуты.

При наличии высокого напряжения между корпусом и питающими или сигнальными шинами происходит электрический пробой тензопреобразователя, который приводит к выходу из строя электрорадиоэлементов (ЭРЭ) электронного блока.

При высоком напряжении в цепях питания отказывает электронный блок из-за электрического пробоя ЭРЭ.

4.1.3. Неправильное электрическое подключение

Отказ датчика по этой причине происходит, когда потребитель ошибается при электрическом подключении датчика (3.1).

В случае, когда используется двухпроводная схемы включения, отказа датчика не происходит, так как в нем предусмотрена защита от изменения полярности питания.

Для 3- и 4-проводных схем включения также предусмотрены эта и другие виды защит, однако они не исчерпывают всех вариантов неправильного подключения датчика. В связи с этим может произойти отказ датчика из-за электрического или теплового пробоя ЭРЭ.

4.1.4. Попадание жидкости

Отказы датчиков по этой причине связаны с тем, что проводящая жидкость попадает внутрь датчика, выводя из строя электронный блок и тензопреобразователь.

Проникновение жидкости в датчик обусловлено следующими причинами:

несоблюдением требований по заделке кабеля (подключение датчика к линии связи (3.3)).

эксплуатацией датчика в условиях, не отвечающих требованиям категории размещения (климатические условия (1.1))

В большинстве случаев потребители неправильно выполняют заделку кабеля:

применяют для подключения обычные провода, телефонный кабель и т.п., а не используют кабель круглого сечения;

отверстие в резиновой прокладке сальника выполняется произвольной формы;

иногда резиновая прокладка сальника вообще убирается или датчик эксплуатируется без крышки.

В первых двух случаях герметизация кабельного соединения принципиально невозможна. Кабель и отверстие в резиновой прокладке должны быть круглого сечения определённых размеров.

В третьем случае кабельный ввод сознательно не герметизируется.

В результате указанных нарушений электропроводящая жидкость попадает на контактную колодку и искажает показания датчика, так как появляется электрическая цепь, параллельная электрическим цепям датчика. При долгом нахождении жидкости на контактной колодке происходит коррозия металлических частей, несмотря на имеющееся покрытие. Кроме того, постоянное присутствие жидкости на контактной колодке проводит к проникновению её внутрь датчика. Наличие жидкости в полости датчика вызывает электролитическое разрушение алюминиевых проводников, разваренных на кристалл тензопреобразователя. При достаточном количестве жидкости проводники при включенном питании разрушаются за 10 минут и датчик приходит в полную негодность. Даже небольшое количество жидкости, попавшее в датчик, долго не высыхает, так как находится в достаточно герметичном объёме. В результате происходит сильная коррозия металлических частей и электролитическое разрушение металлических деталей, стойких к коррозии. Проводящая жидкость, продукты электролиза и коррозии выводят электронный блок из строя и резко снижают сопротивление изоляции.

Эксплуатация датчика в условиях, не отвечающих требованиям категории размещения, также приводит к проникновению жидкости внутрь датчика с аналогичными последствиями.

4.1.5. Загрязнение

Этот вид отказов происходит при:

загрязнении колодки датчика,

загрязнении измеряемой среды (1.3).

В первом случае грязь, попадая на контактную колодку датчика, образует проводящую электрическая цепь, параллельную электрическим цепям датчика и таким образом искажает его показания.

Во втором случае твёрдые частицы загрязнённой измеряемой среды, попадая в штуцер, скапливаются в полости, которая расширяется по конусу к мембране (в датчиках на малые пределы измерений). По мере накопления эти частицы уплотняются и начинают давить на мембрану, внося искажения в показания датчика.

4.1.5. Ошибочная браковка

В некоторых случаях потребители ошибочно бракуют и возвращают датчики, которые при проверке у изготовителя не подтверждают свой брак. Причины, по которым потребитель ошибочно бракует работоспособные датчики, могут самые разные.

Самая распространённая причина, когда потребитель, зафиксировав отказ датчика в измерительной системе, не производит автономной проверки датчика в лабораторных условиях. В этом случае любые нарушения в работе измерительной системы, неисправности в линии связи и т.п. могут быть зафиксированы как отказ датчика.

В ряде случаев, когда потребитель эксплуатирует датчик не в тех условиях (давление, температура), он естественно получает не те результаты, на которые рассчитывает.

Например, высокотемпературный датчик при комнатной температуре будет иметь выходной сигнал, значительно отличающийся от того, который он имеет в рабочем диапазоне температур.

4.2. Рекламации, ремонт

Рекламации на отказавшие датчики давления составляется в период их гарантийного обслуживания в соответствии с требованием паспорта на датчик. В акте, который составляется потребителем, должна быть обязательно указана причина, по которой он забраковал датчик, и условия его эксплуатации. Это позволит у изготовителя воспроизвести отказ датчика и установить причину отказа, а также избежать ненужных исследований, если датчик забракован ошибочно (4.1.5).

Рекламационная документация вместе с датчиком высылается изготовителю, который анализирует причины отказа датчика. В случае отказа по вине изготовителя производится гарантийный ремонт или замена датчика за счёт изготовителя. Если датчик отказал по вине потребителя (4.1), то потребитель уведомляется об этом. Датчик по желаю потребителя может возвращён потребителю или обменен на новый по льготной цене (80%). Датчики давления, отказавшие по вине потребителя, или у которых истёк срок гарантии, считаются не гарантийными.

Предприятие не производит ремонт не гарантийных датчиков, возможна только их замена по льготной цене. При этом заполнения рекламационной документации не требуется. В сопроводительном письме нужно указать, что датчики присланы на обмен по льготной цене. Желательно указать условия эксплуатации, чтобы на предприятии можно было проанализировать причины выхода датчика из строя.
Содержание

Калибровка датчика давления | Kistler

Какие существуют методы калибровки датчика давления?

Обычные методы калибровки датчиков давления базируются на применении давления на объем жидкости или газа, которые находятся в ограниченной испытательной камере. Это давление точно измеряется и затем сравнивается с выходным сигналом объекта испытания.

Давление p определяется как нормальное напряжение, действующее во всех пространственных направлениях. Оно возникает в результате применение силы F, которая действует равномерно по вертикали на площадь A.

p = F /A

С помощью такого определения давление можно перевести (Pa = кг/(м*с²)) через силу и площадь в единицы СИ – килограммы, метры и секунды. Давление можно измерить непосредственно путем его преобразования в силу с помощью мембраны или цилиндра определенной площади.

Калибровка датчика статического давления при помощи весов мертвого груза

В весах мертвого груза используются отслеживаемые грузы для оказания давления на объем жидкости; его можно с точностью измерить на приборе измерения давления. Калибровка датчика давления посредством весов мертвого груза относится к обычным способам калибровки датчиков давления: При этом на поршневой цилиндр помещается противовес, который компенсирует давление под поршнем. Весы мертвого груза являются эталоном: Давление, создаваемое весами мертвого груза, можно перевести в единицы массы, времени и длины. Весы мертвого груза используются в лабораториях для калибровки эталонов сравнения, например, электронных приборов для измерения давления.

При помощи весов мертвого груза можно постепенно наращивать статическое давление и поддерживать его неизменным. Уровни давления определяет масса грузов. Чувствительность пьезоэлектрического датчика определяется путем применения давления разных уровней к датчику и сравнения выходного сигнала датчика с исходным давлением. (Изображение: стадии калибровки)

Квазистатическая калибровка

Этот вид калибровки основывается на постоянной нагрузке на датчик давления. Генератор давления состоит из шпинделя, который давит на поршень. Этот поршень создает давление в объеме масла, которое затем передается на два датчика – объекта испытания (UUT) и контрольный датчик обратной связи. Наращивание давления происходит непрерывно и сравнительно медленно в течение 10–30 секунд. Поэтому такой метод называют «квазистатическим». Этот метод подходит для калибровки пьезоэлектрических датчиков. Он не подходит для датчиков давления с короткой постоянной времени, например, для датчиков со встроенной электроникой (IEPE).

ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ — ООО «Нижегородстройдиагностика»

ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ Датчик давления изготовлен из 2 стальных пластин прямоугольной, квадратной или круглой формы, сваренных друг с другом по всему периметру и разделенных внутри небольшой полостью, заполненной специальным, не содержащим воздух маслом. Масло подсоединено к электрическому преобразователю, превращающему каждое колебание давления, действующего на датчик, в изменение электрического сигнала. Прибор может поставляться с преобразователем, непосредственно подключенным к тарелке датчика, или посредством клапана и трубы из rilsan для выполнения повторной подкачки посредством соответствующего насоса. Операция по повторной подкачке необходима тогда, когда чувствительная тарелка не касается компонента, давление которого измеряется. Датчик находит применение в измерении радиального и тангенциального давления, действующего на облицовку туннеля, в мониторинге давления в фундаментах, дамбах и мостах. Также может использоваться для определения давления в грунте или для контроля давления, действующего при соприкосновении между опорной конструкцией и толкающим грунтом.
ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ ГРУНТА Датчик давления грунта используется для мониторинга суммарного давления между конструкцией и грунтом. Устанавливается в насыпях или насыпных плотинах, под опоры мостов, фундаментные плиты и т.д. Состоит из двух круглых пластин из нержавеющей стали диаметром 230 мм, сваренных вместе по периметру и разделённых небольшой полостью, заполненной специальным деаэрируемым маслом. По трубке из нержавеющей стали масло подаётся к датчику: любое изменение давления на камеру соответствует изменению электрического сигнала датчика. Все эти изменения фиксируются даталоггером.
ПЛОСКИЙ ДОМКРАТ Плоский домкрат состоит из двух стальных пластин толщиной 1,0 мм, приваренных друг к другу по периметру (общая толщина домкрата 4,00 мм). Две металлические трубки, приваренные к домкрату, позволяют осуществить соединение с блоком давления. Каждая часть прибора (пластины, сварка, металлические трубки) испытана под давлением в 10 МПа для полной герметичности в испытательных условиях. Измерения плоским домкратом проводятся для определения состояния осевой нагрузки (перпендикулярное к плоскости среза) на поверхностном отрезке изучаемой конструкции (кладка или бетон).
ЗАБИВАЕМЫЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ ИЛИ ДАТЧИК-ЛОПАТА Забиваемый датчик давления, называемый также датчик-лопата, предназначен для его помещения в грунт, где он используется для измерения общего давления как самого грунта, так и давления воды. Он используется для проверки как вертикального, так и горизонтального давления на месте, в зависимости от положения, в котором устанавливается прибор, или же для проверки изменений активного и пассивного давления вокруг таких подпорных конструкций, как перегородки, туннели и другие конструкции в грунте. Типичная установка осуществляется в гранулированные связующие грунты — от самых плотных до самых мягких суглинков. Прибор состоит из двух параллельных пластин из нержавеющей стали, сваренных вместе по периметру. Полость между пластинами заполнена очищенным от воздуха гликолем. Отверстие для измерения давления воды расположено на одной из плоских сторон пластины-держателя, за чувствительной к давлению частью датчика. Чувствительная часть датчика давления и чувствительная часть к изменениям внутреннего давления соединены трубками из нержавеющей стали с двумя датчиками давления струнного типа, встроенными в корпус прибора. Кроме того, имеется встроенный термистор для измерения температуры. Метод установки предусматривает наличие приямка длиной чуть меньше предусмотренной глубины установки. Датчик давления необходимо вбить в дно приямка более чем на метр, используя для этого металлические штанги или же штанги для испытания коническим пенетрометром.

Замена датчика давления масла двигателя (д.в.с.)

Нижний Новгород, ул. Деловая, 7 +7 (986) 726-84-33,(910) 790-23-52

Нижний Новгород, ул. Ванеева, 209А +7 (910) 790-23-55,(910) 790-23-51,(831) 422-14-22

г. Нижний Новгород, ул.Переходникова, д.28/1 +7 (831) 410-11-21,(831) 410-14-32, (831) 422-14-20

Нижний Новгород, ул. Коминтерна, 39, к.1 +7 (987) 544-90-34,(987) 544-90-33,(831) 422-14-16

Нижний Новгород, ул. Карла Маркса, 60в +7 (910) 790-83-34, (910) 790-84-33, (831) 422-14-15

Нижний Новгород, Комсомольское шоссе, 3б +7 (831) 410-33-52,(831) 410-33-51,(831) 422-14-23

Нижний Новгород, ул. Удмуртская, 10 +7 (831) 411-50-50, (831) 416-16-00, (831) 416-19-00

Нижний Новгород, пр. Гагарина, 37б +7 (831) 413-03-89

Нижний Новгород, ул. Дьяконова, 2г +7 (831) 414-65-76

г. Нижний Новгород, ул. Гаугеля 2А/2 +7 магазин: (831) 225-92-72, шиномонтаж: (831) 415-38-07

г. Нижний Новгород, ул. Юбилейная, 16а +7 (831) 413-38-16, (986) 763-34-03, (930) 66-86-777

Нижний Новгород, ул. Голубева, д. 7 +7 (831)410-15-84, (831)410-15-71, (987) 544-41-22

Нижний Новгород, ул. Фучика, д. 36 +7 (987) 080-14-31,(987) 548-91-33,(831) 422-14-18

Нижний Новгород, ул. Генерала Ивлиева, дом 24А +7 (831) 410-15-66,(831)410-15-69,(831) 410-15-39,(831) 422-14-19

Датчики давления Autonics PSA — Индустриальные системы

Autonics. Датчики давления газов с дисплеем и кнопками, 30х30х39мм, выходы — 1 дискретный и 1 аналоговый., 0	PSA-01-RC1/8	По запросу	По запросу	+Товар добавлен в корзину
Autonics. Датчики давления газов с дисплеем и кнопками, 30х30х39мм, выходы — 1 дискретный и 1 аналоговый., 0	PSA-01P	По запросу	По запросу	+Товар добавлен в корзину
Autonics. Датчики давления газов с дисплеем и кнопками, 30х30х39мм, выходы — 1 дискретный и 1 аналоговый., 0	PSA-1-RC1/8	По запросу	По запросу	+Товар добавлен в корзину
Autonics. Датчики давления газов с дисплеем и кнопками, 30х30х39мм, выходы — 1 дискретный и 1 аналоговый., 0	PSA-1P	По запросу	По запросу	+Товар добавлен в корзину
Autonics. Универсальные датчики давления газов с дисплеем и кнопками, 30х30х39мм, 2 вых. дискр. и аналог., —	PSA-C01-RC1/8	По запросу	По запросу	+Товар добавлен в корзину
Autonics. Универсальные датчики давления газов с дисплеем и кнопками, 30х30х39мм, 2 вых. дискр. и аналог., —	PSA-C01P-RC1/8	По запросу	По запросу	+Товар добавлен в корзину
Autonics. Датчики разрежения газов с дисплеем и кнопками, 30х30х39мм, выходы — 1 дискретный и 1 аналоговый.,	PSA-V01	По запросу	По запросу	+Товар добавлен в корзину
Autonics. Датчики разрежения газов с дисплеем и кнопками, 30х30х39мм, выходы — 1 дискретный и 1 аналоговый.,	PSA-V01P	По запросу	По запросу	+Товар добавлен в корзину
Autonics. Фиксирующая рамка для датчика давления, крепёж в панель,	PSO-01	По запросу	По запросу	+Товар добавлен в корзину
Autonics. Защитная крышка для датчиков давления, установка вместе с рамкой,	PSO-02	По запросу	По запросу	+Товар добавлен в корзину

Датчик давления

— обзор

11.3.1 Датчики давления

Датчики давления, наряду с датчиками температуры, являются одними из самых распространенных датчиков и широко используются ежедневно. Датчики давления используются для прямого измерения давления, например, в микрофоне или гидрофоне, или могут использоваться для косвенного измерения таких переменных, как высота, скорость потока жидкости / газа, калибровка и т. Д. Для измерения используются многие различные инженерные принципы и физические явления. давление.Пьезорезистивные и пьезоэлектрические свойства материалов, потенциометрические, электростатические или магнитные изменения из-за смещения диафрагмы, а также оптическое отклонение используются для измерения давления (Eatony and Smith, 1997). Другие методы, такие как резонансный сдвиг, теплопроводность, тепловидение и ионизация, также использовались для измерения давления (Eatony and Smith, 1997). Хотя каждый из этих принципов предлагает такие преимущества, как дальность обнаружения, чувствительность и дистанционное зондирование, выбор правильного принципа зондирования в основном основан на критических требованиях приложения, таких как область имплантации, ожидаемый срок службы имплантата (долговечность), интеграция с беспроводной связью, требования к питанию и т. д.

Датчики давления MEMS используют те же принципы измерения и являются уменьшенной версией своего макроскопического аналога. Деформируемые диафрагмы являются наиболее часто используемыми датчиками давления MEMS в сочетании с емкостным или пьезорезистивным преобразователем сигнала. Здесь давление определяется степенью деформации диафрагмы из-за приложения давления, а деформация измеряется как изменение емкости или сопротивления. Полученное значение давления всегда относится к известному эталонному давлению.На рисунке 11.2 представлена схема типичного датчика давления с деформируемой мембраной (Eatony and Smith, 1997).

11.2. Иллюстрация поперечного сечения типичной диафрагмы датчика давления. Пунктирные линии обозначают необнаруженную диафрагму.

Предпринимаются активные усилия по применению датчиков давления MEMS в качестве имплантируемых датчиков. В этом разделе описаны примеры датчиков давления MEMS, разработанных для приложений in vivo . Имплантируемый беспроводной МЭМС-датчик внутриглазного давления (ВГД) с микромашинной обработкой поверхности был разработан Chen et al. (2008), чтобы помочь в выявлении глаукомы, оптической невропатии, характеризующейся высоким давлением глазной жидкости в глазу, которое постепенно повреждает зрительный нерв и может привести к необратимой потере зрения. Парилен использовался как функциональный, так и конструкционный материал. Биосовместимость парилена также обеспечивает преимущества для интеграции в среду хозяина. Устройство первого поколения (Meng et al., 2005) состояло из механического датчика давления, который представлял собой отдельно стоящую париленовую спиральную трубку с центральной опорой.

Когда в конструкции создается перепад давления, создается изгибающий момент, вызывающий радиальную и угловую деформацию в плоскости. Этот эффект контролировали путем визуального отслеживания движения кончика индикатора. Возникшая деформация была линейно связана с перепадом давления. Хотя это устройство продемонстрировало доказательство концепции, визуальное обнаружение отклонения и отсутствие эффективных протоколов наложения швов затрудняло фактическое тестирование в сценарии имплантата.

Второе поколение (Chen et al., 2008) устройства, которое преодолело недостатки предшественника, было разработано с использованием резонансного контура электрического LC-резервуара для облегчения пассивного беспроводного считывания с использованием внешней опрашивающей катушки, подключенной к считывающему устройству. Для реализации компонентов, чувствительных к давлению, использовались две конструкции датчика с микромеханической обработкой поверхности, включающие в себя резонансные цепи переменного конденсатора и переменного конденсатора / индуктора. Чувствительный к давлению конденсатор был выполнен с гибкой мембранной камерой, объединенной с параллельными металлическими пластинами.Электрическая цепь LC-резервуара представляет собой цепь, соединенную индуктором и конденсатором, значения которой могут быть установлены на расчетную резонансную частоту. Изменения емкости из-за вариаций ВГД вызывают изменение резонансной частоты LC-контура, которое можно охарактеризовать с помощью внешней считывающей катушки, которая индуктивно связана с имплантированным датчиком. Таким образом, такая конфигурация обеспечивает непрерывный беспроводной мониторинг IOP. Для получения дополнительных сведений о полном процессе изготовления читатель может обратиться к Chen et al. (2008 г.).

Размер устройства для имплантации 4 мм × 1 мм обеспечивает достаточно малый форм-фактор для имплантации. Стендовые испытания системы ex vivo показали чувствительность 7000 ppm / мм рт. Ст. С высоким разрешением 1 мм рт. Ст. Использование парилена в качестве структурного материала обеспечило биосовместимость, которая была подтверждена шестимесячным исследованием имплантатов на животных с использованием модели глаза живого кролика. Для изучения биосовместимости полностью упакованную систему имплантировали в участок pars plana в глазах двух кроликов.Имплантаты изучались в течение шести месяцев, и не наблюдалось воспалительной реакции или инкапсуляции тканей. Чтобы проверить работу датчика, датчик давления был имплантирован в энуклеированный глаз свиньи под роговицей. Результаты зондирования, хотя и не идеальные из-за характера тестирования ex-vivo , показали многообещающие улучшения протоколов имплантации и тестирования.

Датчики давления

MEMS также использовались для мониторинга артериального давления in vivo.Cong et al. (2006) разработали имплантируемую емкостную систему измерения кровяного давления MEMS для мониторинга кровяного давления в реальном времени. В системе используется биосовместимая мягкая силиконовая эластичная манжета, обернутая вокруг кровеносного сосуда, соединенная с емкостным датчиком MEMS для измерения давления, а интегрированная электроника с низким энергопотреблением передает сигнал для сбора данных в реальном времени. Датчик состоит из кремниевой диафрагмы, закрепленной кромкой над вакуумной полостью, которая отклоняется под действием приложенного давления.Отклонение изменяет емкость, которая может коррелировать с приложенным давлением. Датчик работал с чувствительностью 1 фФ / мм рт. Подобно ранее обсужденному датчику IOP, эта система соединена с настраиваемой цепью резервуара LC для обеспечения беспроводной передачи данных во внешнюю систему записи. В этой работе подробно рассматривается критический вопрос потребности в энергии и, следовательно, устойчивости. Интегрированная электроника датчика предназначена для преобразования входящего радиочастотного (RF) сигнала в стабильный источник постоянного тока 2 В для питания всей системы.Это помогает в создании автономного имплантируемого устройства MEMS без батареи. Хотя размеры архитектуры ASIC (Application Specific Integrated Circuit) составляют 2 мм × 2 мм, фактический размер датчика составляет 0,4 × 0,5 × 0,4 мм ³. Этот форм-фактор обеспечивает реалистичную интеграцию с кровеносными сосудами. Однако заметным недостатком является необходимость размещения внешней катушки вблизи манжеты для питания электроники манжеты.

Еще одно успешное применение имплантируемых датчиков давления MEMS — мониторинг давления в мочевом пузыре.Это очень важное приложение, поскольку недержание мочи поражает более половины населения мира старше 60 лет. Cong et al. (2009 г.) разработали систему беспроводного микроманометра, которая предназначена для измерения давления в мочевом пузыре и телеметрической передачи данных на внешний приемник. В системе МЭМС используется имеющийся в продаже датчик давления МЭМС (Silicon Microstructure Inc., SM5102, Калифорния, США), основанный на изменении пьезосопротивления деформируемой мембраны. Система состоит из датчика MEMS в сочетании с аккумуляторной батареей, которая имплантируется под слой слизистой оболочки мочевого пузыря для хронического контроля давления в мочевом пузыре.Архитектура ASIC предоставляет вспомогательную электронику для передачи данных на внешнее устройство. Двумя внешними компонентами являются радиоприемник и беспроводное зарядное устройство. Вся система спроектирована так, чтобы поместиться в капсулу размером 7 мм шириной × 3 мм толщиной × 17 мм длиной. Хотя конструкция системы была продемонстрирована как доказательство концепции, остается посмотреть, сможет ли система соответствовать долгосрочным требованиям биосовместимости.

Разработка различных других имплантируемых датчиков давления MEMS (Castro et al., 2007; Чен и др., 2007; Young, 2009) для различных приложений in vivo в настоящее время находится в стадии разработки. По мере развития технологии емкостных датчиков давления MEMS и достижения успешной коммерциализации в автомобильной промышленности в качестве основных компонентов подушек безопасности, тенденция смещается в сторону использования этих имеющихся в продаже датчиков MEMS вместе с ASIC для создания законченной системы. Однако самая большая проблема по-прежнему заключается в эффективной упаковке системы для безопасной имплантации в организм.Многие из хорошо изученных биоматериалов, которые использовались из-за их структурных свойств, в настоящее время исследуются на предмет их функциональных возможностей для достижения более легкой биосовместимости устройств MEMS. Коммерциализация описанных выше и других систем потребует дальнейшей обширной характеристики и одобрения соответствующих руководящих органов, которые поддерживают строго регулируемые стандарты для утверждения имплантируемых устройств.

Типы датчиков давления — Руководство

Датчики давления — это инструменты или устройства, которые преобразуют величину физического давления, оказываемого на датчик, в выходной сигнал, который можно использовать для определения количественного значения давления.Доступно множество различных типов датчиков давления, которые функционируют одинаково, но основаны на различных базовых технологиях для перевода между давлением и выходным сигналом. В этой статье будут рассмотрены наиболее распространенные типы датчиков давления, описаны принципы работы датчиков давления, рассмотрены общие спецификации, связанные с датчиками давления, и представлены примеры приложений.

Следует отметить одно отличие: датчики давления отличаются от манометров.Манометры по своей конструкции обеспечивают прямое считывание значения давления, называемого манометрическим давлением. Это может быть аналоговый (механический) дисплей с использованием стрелки и градуированной шкалы или прямой цифровой дисплей показаний давления. С другой стороны, датчики давления не обеспечивают непосредственно считываемый выходной сигнал давления, а вместо этого генерируют значение выходного сигнала, которое пропорционально показанию давления, но которое сначала необходимо подготовить и обработать, чтобы преобразовать уровень выходного сигнала в калиброванное считывание давления.

Чтобы узнать больше о других типах датчиков, см. Наши соответствующие руководства, которые охватывают различные типы датчиков или использование датчиков для расширения возможностей Интернета вещей (IoT). Чтобы узнать больше о других устройствах для измерения давления, см. Наши соответствующие руководства по манометрам и цифровым манометрам.

Датчики давления, преобразователи давления и преобразователи давления

Есть несколько общих терминов, связанных с устройствами измерения давления, которые часто используются как взаимозаменяемые.Эти термины — датчики давления, датчики давления и датчики давления. Производители и поставщики этих устройств могут использовать один или несколько из этих терминов для описания своих продуктовых предложений. Как правило, основное различие между этими терминами связано с генерируемым электрическим выходным сигналом и выходным интерфейсом устройства. Имейте в виду, что у разных поставщиков есть различия в том, как классифицируются их устройства.

Один из способов понять разницу между датчиками давления и датчиками давления.Датчики давления и датчики давления не имеют встроенной электроники, обеспечивающей формирование сигнала и усиленный выходной сигнал, в отличие от двух других.

Датчики давления, хотя и используются как общий термин для всех этих трех типов устройств, обычно вырабатывают выходной сигнал в милливольтах. Относительно низкое выходное напряжение в сочетании с потерями сопротивления, которые возникают в проводке, означает, что длина проводов должна быть небольшой, что ограничивает использование устройств примерно 10-20 футами от электроники, прежде чем возникнут слишком большие потери сигнала.Выходной сигнал будет пропорционален напряжению питания, используемому с датчиком. Так, например, датчик, который генерирует выходной сигнал 10 мВ / В, используемый с источником питания 5 В постоянного тока, будет генерировать выходной сигнал в диапазоне от 0 до 50 мВ по величине. Милливольтные выходы позволяют инженеру спроектировать преобразование сигнала в соответствии с требованиями приложения и помогают снизить как стоимость, так и размер корпуса датчика. Ограничения этих устройств заключаются в том, что необходимо использовать регулируемые источники питания, поскольку выходная мощность на полномасштабном уровне пропорциональна напряжению питания.Кроме того, низкий выходной сигнал означает, что эти устройства менее подходят для использования в электрически зашумленной среде. Иллюстрация полумостовой схемы с выходом в милливольтах показана на Рисунке 1 ниже.

Рисунок 1: Датчик давления с тензометрическим датчиком с использованием моста Уитстона

Изображение предоставлено: https://www.avnet.com/wps/portal/abacus/solutions/technologies/sensors/pressure-sensors/output-signals

Преобразователи давления
генерируют более высокий уровень выходного напряжения или частоты за счет наличия дополнительных встроенных возможностей усиления сигнала для увеличения амплитуды выходного сигнала, скажем, до 5 В или 10 В, и частотного выхода до 1-6 кГц.Повышенная мощность сигнала позволяет использовать датчики давления на большем расстоянии от электроники, скажем, в 20 футах. Эти устройства используют более высокий уровень напряжения питания, например 8–28 В постоянного тока. Более высокое выходное напряжение снижает потребление тока, что позволяет использовать датчики давления в приложениях, где оборудование работает от батарей.
В то время как датчики давления и преобразователи давления генерируют выходной сигнал напряжения, датчики давления вырабатывают выходной ток с низким сопротивлением, обычно используемый в качестве аналоговых сигналов 4–20 мА в 2-проводной или 4-проводной конфигурации.Датчики давления обладают хорошей устойчивостью к электрическим помехам (EMI / RFI) и поэтому подходят для приложений, где необходимо передавать сигналы на большие расстояния. Эти устройства не требуют регулируемых источников питания, но более высокий выходной ток и потребляемая мощность делают их непригодными для приложений с батарейным питанием, когда устройства работают при полном или близком к нему давлении.
Для простоты в этой статье мы будем использовать общий термин датчики давления, а не делать четкие представления датчиков давления и датчиков давления.
Терминология по давлению
В этом разделе представлена основная терминология, относящаяся к датчикам давления.
Манометрическое давление — это измерение давления относительно давления окружающей среды. Типичным примером этого является использование манометра для измерения давления воздуха в автомобильной шине. Если манометр показывает 35 фунтов на квадратный дюйм, это означает, что давление в шинах на 35 фунтов на квадратный дюйм выше местного давления окружающей среды.
Абсолютное давление — это измерение, производимое относительно чистого вакуума, такого как космический вакуум.Этот тип измерения давления важен в аэрокосмической технике, поскольку давление воздуха изменяется с высотой.
Дифференциальное давление — это измерение разности давлений между двумя значениями давления, следовательно, измерение того, насколько они отличаются друг от друга, а не их величины относительно атмосферного давления или другого эталонного давления.
Вакуумное давление — это измерение давления, значения которого находятся в отрицательном направлении по отношению к атмосферному давлению.
Рисунок 2 ниже иллюстрирует эти термины на диаграмме, показывающей относительные отношения между каждым из них.
Рисунок 2: Взаимосвязь различных измерений давления
Изображение предоставлено: https://www.engineeringtoolbox.com
Технологии измерения давления
Для измерения давления используются шесть основных датчиков давления. Это:
Потенциометрические датчики давления
Индуктивные датчики давления
Датчики давления емкостные
Пьезоэлектрические датчики давления
Тензометрические датчики давления
Датчики давления с переменным сопротивлением
Потенциометрические датчики давления используют трубку Бурдона, капсулу или сильфон, которые приводят в движение рычаг стеклоочистителя, обеспечивая относительно нормальные измерения давления.
Индуктивные датчики давления используют линейный регулируемый дифференциальный трансформатор (LVDT) для изменения степени индуктивной связи, которая возникает между первичной и вторичной обмотками трансформатора.
Емкостные датчики давления используют диафрагму, которая отклоняется под действием приложенного давления, что приводит к изменению значения емкости, которая затем может быть откалибрована для получения показаний давления.
Пьезоэлектрические датчики давления полагаются на способность материалов, таких как керамика или металлизированный кварц, генерировать электрический потенциал, когда материал подвергается механической нагрузке.
Тензометрические датчики давления основаны на измерении изменения сопротивления, которое происходит в таком материале, как кремний, когда он подвергается механическому воздействию, известному как пьезорезистивный эффект.
Датчики давления с переменным сопротивлением используют диафрагму, которая находится в магнитной цепи. Когда к датчику прикладывается давление, отклонение диафрагмы вызывает изменение сопротивления контура, и это изменение можно измерить и использовать в качестве индикатора приложенного давления.
Типы датчиков давления
С помощью датчика давления можно проводить измерения давления для определения диапазона различных значений и различных типов давления в зависимости от того, выполняется ли измерение давления относительно атмосферы, условий вакуума или других эталонных уровней давления. Датчики давления — это инструменты, которые могут быть спроектированы и настроены для определения давления по этим переменным. Датчики абсолютного давления предназначены для измерения давления относительно вакуума, и в них используется эталонный вакуум, заключенный внутри самого датчика.Эти датчики также могут измерять атмосферное давление. Точно так же датчик избыточного давления определяет значения, относящиеся к атмосферному давлению, и часть устройства обычно находится в условиях окружающей среды. Это устройство можно использовать для измерения артериального давления.
Важным аспектом промышленных процессов определения давления является сравнение нескольких уровней давления. Датчики перепада давления используются для этих приложений, которые могут быть сложными из-за наличия как минимум двух различных давлений на одной механической конструкции.Датчики перепада давления имеют относительно сложную конструкцию, потому что они часто необходимы для измерения мельчайших перепадов давления при больших статических давлениях. Принципы трансдукции и механического измерения давления являются общими для большинства стандартных датчиков давления, независимо от их категории как приборы дифференциального, абсолютного или манометрического давления. Ниже мы рассмотрим наиболее распространенный тип датчиков давления.
Датчики барометра-анероида
Барометр-анероид состоит из полого металлического корпуса с гибкими поверхностями сверху и снизу.Каков принцип работы датчика атмосферного давления? Изменения атмосферного давления заставляют этот металлический корпус менять форму, а механические рычаги усиливают деформацию, чтобы обеспечить более заметные результаты. Уровень деформации также можно повысить, изготовив датчик в сильфонной конструкции. Рычаги обычно прикреплены к циферблату со стрелкой, который переводит деформацию под давлением в масштабированные измерения или на барограф, который регистрирует изменение давления во времени. Датчики-анероидные барометры компактны и долговечны, в их работе не используется жидкость.Однако масса элементов измерения давления ограничивает скорость отклика устройства, что делает его менее эффективным для проектов измерения динамического давления.
Датчики манометра
Манометр — это датчик давления жидкости, имеющий относительно простую конструкцию и более высокий уровень точности, чем у большинства барометров-анероидов. Он выполняет измерения, регистрируя влияние давления на столб жидкости. Наиболее распространенной формой манометра является U-образная модель, в которой давление прикладывается к одной стороне трубки, вытесняя жидкость и вызывая падение уровня жидкости на одном конце и соответствующее повышение на другом.Уровень давления обозначается разницей в высоте между двумя концами трубки, и измерение производится по шкале, встроенной в устройство.
Точность считывания можно повысить, наклонив одну из ножек манометра. Также можно прикрепить резервуар для жидкости, чтобы сделать уменьшение высоты одной из ножек незначительным. Манометры могут быть эффективны в качестве манометрических датчиков, если одна ветвь U-образной трубки выходит в атмосферу, и они могут функционировать как дифференциальные датчики, когда давление прикладывается к обеим ногам.Однако они эффективны только в определенном диапазоне давлений и, как и барометры-анероиды, имеют низкую скорость отклика, что неадекватно для измерения динамического давления.
Датчики давления с трубкой Бурдона
Хотя они работают в соответствии с теми же основными принципами, что и анероидные барометры, в трубках Бурдона вместо полой капсулы используется спиральный или С-образный чувствительный элемент. Один конец трубки Бурдона зафиксирован в соединении с давлением, а другой конец закрыт.Каждая трубка имеет эллиптическое поперечное сечение, которое заставляет трубку выпрямляться при приложении большего давления. Инструмент будет продолжать выпрямляться до тех пор, пока давление жидкости не сравняется с упругим сопротивлением трубки. По этой причине разные материалы трубок связаны с разными диапазонами давления. Зубчатый механизм прикреплен к закрытому концу трубки и перемещает указатель по шкале с градуировкой для получения показаний. Устройства с трубкой Бурдона обычно используются в качестве датчиков избыточного давления и дифференциальных датчиков, когда две трубки соединены с одним указателем.Как правило, спиральная трубка более компактна и обеспечивает более надежную работу, чем С-образный чувствительный элемент.
Вакуумные датчики давления
Давление вакуума ниже атмосферного, и его может быть сложно обнаружить механическими методами. Датчики Пирани обычно используются для измерений в диапазоне низкого вакуума. Эти датчики основаны на нагретом проводе, электрическое сопротивление которого зависит от температуры. Когда вакуумное давление увеличивается, конвекция уменьшается, а температура проволоки повышается.Электрическое сопротивление увеличивается пропорционально и калибруется по давлению, чтобы обеспечить эффективное измерение вакуума.
Ионные датчики или датчики с холодным катодом обычно используются для приложений с более высоким вакуумом. Эти инструменты основаны на нити накала, которая генерирует электронную эмиссию. Электроны переходят на сетку, где они могут сталкиваться с молекулами газа, тем самым вызывая их ионизацию. Устройство для сбора заряженных частиц притягивает заряженные ионы, и количество накапливаемых им ионов напрямую соответствует количеству молекул в вакууме, таким образом обеспечивая точное считывание давления в вакууме.
Герметичные датчики давления
Герметичные датчики давления используются, когда необходимо получить измерение давления относительно эталонного значения (например, атмосферного давления на уровне моря), но когда невозможно открыть датчик непосредственно для этого эталонного давления. Например, на подводных транспортных средствах герметичный датчик давления может использоваться для определения глубины транспортного средства путем измерения давления окружающей среды и сравнения его с атмосферным давлением, имеющимся в герметичном устройстве.
Технические характеристики датчика давления
Датчики давления
обычно имеют размер и характеристики по нескольким общим параметрам, которые показаны ниже. Обратите внимание, что спецификации для этих устройств могут отличаться от производителя к производителю, а также обратите внимание, что характеристики могут отличаться в зависимости от конкретного типа датчика давления, который поставляется. Базовое понимание этих спецификаций упростит процесс поиска или определения одного из этих датчиков.
Тип датчика — отражает тип давления, на которое рассчитан датчик. Это может включать абсолютное давление, сложное давление, дифференциальное давление, манометрическое давление или вакуумное давление.
Диапазон рабочего давления — обеспечивает диапазон давлений, в котором датчик может работать и генерировать выходной сигнал.
Максимальное давление — абсолютное максимальное значение давления, при котором устройство может надежно работать без повреждения датчика.Превышение максимального давления может привести к отказу устройства или неточному выходному сигналу.
Полная шкала — это разница между максимальным давлением, которое может измерять датчик, и нулевым давлением.
Тип выхода — описывает общий характер характеристик выходного сигнала датчика давления. Примеры включают аналоговый ток, аналоговое напряжение, частоту или другие форматы.
Выходной уровень — диапазон выходного сигнала, например 0-25 мВ, связанный с датчиком давления в пределах его рабочего диапазона.Для выходных электрических сигналов это обычно будет диапазон милливольт или вольт или диапазон выходного тока в миллиамперах.
Точность — мера отклонения между уровнем давления, определенным выходным сигналом датчика, и истинным значением давления. Точность часто выражается в виде диапазона единиц давления +/- (например, фунт / кв. Дюйм или миллибар) или ошибки +/- в процентах. Точность датчиков давления обычно определяется по прямой, наилучшим образом подходящей для значений выходных сигналов, по отношению к различным показаниям приложенного давления.
Разрешение — представляет собой наименьшую разницу выходного сигнала, которую может различить датчик.
Дрейф — мера постепенного изменения откалиброванного состояния датчика с течением времени.
Напряжение питания — величина источника напряжения, необходимого для питания датчика давления, измеряется в вольтах, чаще всего выражается как допустимый диапазон входного напряжения.
Диапазон рабочих температур — крайние значения температуры (высокие и низкие), при которых датчик рассчитан на надежную работу и выдачу выходного сигнала.
Применение датчиков давления
Датчики давления
находят широкое применение в различных сферах, включая медицину, общепромышленность, автомобилестроение, HVAC и энергетику, и это лишь некоторые из них. Важно понимать, что, хотя эти устройства измеряют давление, их можно использовать для выполнения других важных измерений, поскольку существует взаимосвязь между зарегистрированным давлением и значениями этих других параметров.
Некоторые примеры использования датчика давления приведены ниже:
В автомобильных тормозных системах датчики давления могут использоваться для обнаружения неисправностей в гидравлических тормозах, которые могут повлиять на их работоспособность.
В автомобильных двигателях используются датчики давления для оптимизации топливовоздушной смеси при изменении условий движения и для контроля уровня давления масла в работающем двигателе.
Датчики давления в автомобилях могут использоваться для обнаружения столкновений и активации устройств безопасности, таких как подушки безопасности.
В аппаратах ИВЛ датчики давления используются для контроля давления кислорода и для помощи в управлении смесью воздуха и кислорода, подаваемой пациенту.
Гипербарические камеры используют датчики давления для отслеживания и контроля давления, применяемого в процессе лечения.
Датчики давления используются в приборах спирометрии, которые измеряют объем легких пациентов.
Автоматизированные системы доставки лекарств, которые вводят лекарство пациенту в виде внутривенных жидкостей, используют датчики давления для доставки нужной дозировки в нужное время суток.
В системах HVAC датчики давления могут использоваться для контроля состояния воздушных фильтров. Поскольку фильтры забиваются твердыми частицами, перепад давления на фильтре возрастает и может быть обнаружен.
Скорость воздушного потока можно контролировать с помощью датчиков давления, поскольку скорость воздушного потока пропорциональна разности давлений.
В промышленных процессах датчики давления могут обнаруживать засорение фильтра в технологическом потоке, оценивая разницу между давлением на входе и выходе.
Уровни жидкости в резервуаре можно эффективно контролировать с помощью датчиков давления, размещенных на дне резервуара. По мере снижения уровня жидкости в резервуаре давление напора (вызванное весом объема жидкости над датчиком) также уменьшается.Это измерение является прямым индикатором количества жидкости в резервуаре и не зависит от формы резервуара, а зависит исключительно от высоты жидкости. Здесь датчики давления представляют собой альтернативу другим формам датчиков уровня жидкости.
Улучшенное местоположение GPS обеспечивается датчиками давления. Измерение высоты может быть сделано путем определения барометрического давления из-за взаимосвязи между барометрическим давлением и высотой в атмосфере.
В высокоэффективных стиральных машинах могут использоваться датчики давления для определения объема воды, который следует добавить для очистки партии грязной одежды, что позволяет максимально эффективно использовать природные ресурсы.
Датчики давления используются в носимых устройствах для наблюдения за пациентами и пожилыми людьми в условиях ухода за больными, определения того, когда могло произойти падение, и уведомления персонала или члена семьи. Измеряя небольшие изменения давления воздуха порядка 2 миллибар, эти датчики могут обнаруживать изменение высоты на расстоянии порядка 10 см.
Сводка
В этой статье представлен обзор датчиков давления, включая их описание, типы, основные характеристики и примеры применения.Для получения информации по другим темам обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, где вы можете найти потенциальные источники поставок для более чем 70 000 различных категорий продуктов и услуг.
Источники:
https://www.avnet.com/
https://www.variohm.com/news-media/technical-blog-archive/working-principle-of-a-pressure-sensor
https://www.hbm.com/
https://www.te.com/usa-en/products/sensors/pressure-sensors/pressure-transducers/pressure-sensor-vs-transducer-vs-transmitter.HTML
https://allsensors.com/applications/medical-pressure-sensor-applications
https://meritsensor.com/applications/
Датчики прочие изделия
Прочие «виды» изделий
Больше от Instruments & Controls
Датчики для измерения давления
| Текскан
Датчики отображения давления | Tekscan
Перейти к навигации
Перечисленные ниже датчики давления доступны в широком диапазоне форм, размеров, диапазонов давления и разрешений.Доступно более 200 различных датчиков давления. Датчики для отображения давления при высоких температурах также доступны в некоторых моделях датчиков. Пользовательские тактильные датчики давления и диапазоны давления также могут быть созданы в соответствии с требованиями вашего конкретного приложения. Обратите внимание, что датчики, перечисленные в этом каталоге, представляют собой матричные датчики, разработанные для использования с одной из систем отображения давления Tekscan. Если вам нужны одноточечные датчики силы для тестирования или специальные датчики силы для OEM-приложений, обратитесь к нашим продуктам FlexiForce ™.
Поисковые датчики
Следующая таблица будет отфильтрована автоматически
Система
Система BPMS ResearchGrip Высокоскоростная система TireScanI-Scan Инструмент для выравнивания давления в зазореTireScan CrossDrive SystemTireScan VersaTek SystemWiper System
Группа приложений
Автомобильная промышленностьЭлектрические компоненты / ПолупроводникиЭргономикаПечать / УпаковкаTireWeb / Преобразование
Модель Изображение Система Ширина матрицы (дюймы) Высота матрицы (дюймы) Разрешение (сенсоров / дюйм²) Шаг (дюйм) Форма Макс.температура (° F) Минимальное значение уставки максимального давления (фунт / кв. Дюйм) Настройка максимального давления (фунт / кв. Дюйм) Группа приложений
Чтобы распечатать эту веб-страницу, воспользуйтесь нашими инструментами «поделиться».
Датчики давления
| Микросенсор
История развития
Уровень развития датчика давления во многом определяется развитием микросхем MEMS, которые по сути являются полупроводниковыми датчиками. В 1954 году великий К.С. Смит открыл пьезорезистивный эффект кремния и германия. То есть, когда к полупроводниковому материалу приложена внешняя сила, его сопротивление значительно изменится. Основываясь на этом принципе, тензорезистор был приклеен к металлической пленке для преобразования сигнала силы в электрический сигнал, что позволило измерять давление.
Так родились пьезорезистивные датчики давления. Впоследствии, наряду с технологией диффузии кремния, каждой технологией анизотропной коррозии и после технологии микропереработки 80-х годов, датчик давления постепенно доводится до микронного уровня и стадии разработки большого объема.
Производственные процессы
Основными производственными процессами датчика давления являются склейка — связывание — сварка диафрагмы — заливка масла — герметизация — ударное давление — старение — температурная компенсация — регулировка сопротивления — проверка и т. Д.
Что касается самого датчика, нет абсолютно хорошего или плохого, но уровень его производственного процесса имеет решающее влияние на производительность.
Исследования и производство датчиков давления
Micro Sensor начались в 1970-х годах, и можно сказать, что эта производственная линия пережила множество превратностей, неся половину истории датчиков давления в Китае.
После десятилетий развития это важное передовое производственное пространство, объединяющее цифровизацию, автоматизацию и гибкость, выполняющее производственные задачи наших первых продуктов, таких как MPM280, MPM281 и MPM283.
Измерение давления в нефти и газе
В нефтегазовой отрасли широко используются датчики давления, в которых в процессе измерения задействованы почти все типы давления, такие как манометрическое, абсолютное, дифференциальное давление, высокое давление, микродифференциальное давление и т. Д. Имея опыт работы в этом приложении, они четко знают проблемы и сложности нефтегазовых процессов в реальной жизни, применяют наши технологии в приложениях, чтобы предоставить клиентам решения по измерению давления для обеспечения безопасности процесса и продукции.
Измерение давления в пищевых продуктах
Риск загрязнения и простой очистки в процессе эксплуатации существует для всех продуктов питания и напитков, которые являются общими. Каждая банка, бутылка, пакет или коробка, отправляемая с вашего завода, должна быть полезной, безопасной и соответствовать строгим нормативным стандартам. От этого зависит ваша репутация и прибыльность. Во всех операциях критически важно, чтобы процессы работали эффективно, а все средства контроля и процедуры были на месте. Точные и надежные приборы для измерения давления потребуются всякий раз, когда вы измеряете уровни в ферментационном чане, давление на выходе из диафрагменного насоса.
Micro Sensor концентрируется на санитарии, как и ваше приложение, уже более 50 лет. Наши инженеры стремятся разработать наиболее подходящие сенсорные решения для обеспечения эффективности вашего производства. Для этой специализированной отрасли у Micro Sensor также есть одобренная технология, обеспечивающая эффективное и продуктивное выполнение операций в сфере производства продуктов питания и напитков.
Кроме того, у Micro Sensor есть собственная профессиональная команда по исследованиям и разработкам, поэтому мы можем предложить клиентам индивидуальные продукты с вашими уникальными требованиями.Если у вас есть предложения, оставьте комментарий ниже, и наш инженер по продажам ответит вам в течение 24 часов.
ресурсов
Продукты (1) | Загрузки (1) | Новости (30) | БЛОГИ (4)
Датчики давления / Датчики вакуума
Датчики давления
Ассортимент датчиков давления ifm предлагает различные принципы измерения, материалы и дисплеи для удовлетворения требований различных промышленных производственных предприятий в США. Для применения в пневматике керамико-емкостная измерительная ячейка дополняется измерительной ячейкой из нержавеющей стали с тонкопленочными или толстопленочными тензодатчиками (серии PK, PV, PT) и пьезорезистивным методом измерения.Датчики давления ifm устойчивы к динамическим скачкам давления и гарантируют высокую устойчивость к перегрузкам даже в случае экстремальных скачков давления, которые возникают, например, с быстро закрывающимися клапанами. Электронные датчики давления могут предотвратить повреждение или простои, вызванные износом механических движущихся частей, предлагая более длительный жизненный цикл, чем традиционные датчики с критическими точками отказа. Области их применения варьируются от простых задач мониторинга в качестве двухпозиционного переключателя до точных цифровых измерений номинального давления.Используйте инструмент «Выбрать по применению», чтобы сузить область поиска датчика давления в зависимости от типа носителя, и узнайте больше об основных принципах измерения и технологии группы датчиков, нажав оранжевую кнопку «Узнать больше» на уровне группы продуктов.
Почти все датчики давления ifm уже почти десять лет оснащены технологией IO-Link, что позволяет увеличивать объем доступных вам технологических данных и регистрировать эти данные с течением времени для анализа тенденций.Эта технология действительно работает по принципу plug and play, когда вы хотите использовать ее возможности. Просто подключите датчик к мастерам IO-Link ifm и отправьте данные датчика напрямую в системы SCADA, MES, ERP или CMMS для анализа через порт IoT, не мешая существующей инфраструктуре ПЛК. IO-Link является основой четвертой промышленной революции, обычно называемой промышленным Интернетом вещей (IIoT), в основе которой лежат такие концепции, как профилактическое обслуживание.
Датчики давления | SICK
Датчики давления | БОЛЬНОЙ
SICK предлагает портфель электронных преобразователей и переключателей для измерения давления, которые можно адаптировать к индивидуальным требованиям клиентов благодаря интеллектуальным и разнообразным вариантам конфигурации.Как правило, во всех приборах SICK используются высококачественные материалы, прочные свойства и точная измерительная техника, а также они просты в эксплуатации и установке.
Фильтр
Фильтровать по:
Коммуникационный интерфейс
— — (3) IO-Link (4)
Применить фильтр
Присоединение к процессу
— ¼ » NPT (5) ¼ NPT внутренняя (2) Разъем DRD с зажимными элементами (1) ГРАММ ? B (1) G ¼ A (1) G ¼ B (1) G ¼ женский (5) G ¼ женский для Эрмето (1) G ½ B скрытого монтажа (2) G ½ B скрытого монтажа с уплотнительным кольцом (1) Тип соединения Varivent F (1) Варивент тип соединения N (1) G 1 B скрытый монтаж с уплотнительным кольцом (1) G 1 гигиенический монтаж заподлицо (1) Стандарт SMS 1½ » с накидной гайкой (1) Tri-Clamp 1 ½ (2) 2 х G ¼ (1) Tri-Clamp 2 (1) Tri-Clamp 2 » (1) ПИФ 4 мм + G ¼ (1) G ¼ B согласно DIN 837 (1) G ½ B согласно EN 837 (3) G ½ A согласно DIN 3852-E (1) G ¼ A согласно DIN 3852-E (4) 4 J514 внешний с втулкой для уплотнительного кольца (FKM) (1) R ¼ ISO 7 (DIN2999) (3) M20 x 1.5 (3) G ⅜ B согласно EN 837 (1) ? NPT (до 400 бар / 5000 фунтов на кв. Дюйм) (1) Зажим (ISO 2852) DN 33,7 (1) Зажим (ISO 2852) DN 40 (1) Коническая муфта (DIN 11851) DN 25 с накидной гайкой (1) Коническая муфта (DIN 11851) DN 40 с накидной гайкой (2) Коническая муфта (DIN 11851) DN 50 с накидной гайкой (2) Зажим (DIN 32676) DN 32 (2) Зажим (DIN 32676) DN 40 (2) Зажим (DIN 32676) DN 50 (2) 7 / 16-20 UNF SAE (1) Муфта (DIN 11864-1) DN 40 форма A с накидной гайкой (1) Муфта (DIN 11864-1) DN 50 форма A с накидной гайкой (1) Фланец (DIN 11864-2) DN 40 форма A (1) Зажим (DIN 11864-3) DN 40 форма A (1) 7/16 –20 UNF (2)
Применить фильтр
9 результатов:
Вид: Просмотр галереи Посмотреть список
Большой дисплей показывает давление в системе, состояния выхода и точки переключения
Три большие функциональные клавиши, интуитивно понятная навигация по меню
Диапазон измерения избыточного давления (вакуум и избыточное давление)
Два независимо программируемых переключающих выхода, дополнительный аналоговый выход
Установка на монтажной рейке, стене или панели переключателей
Вариант для контроля утечек
IO-Link
Надежная и точная техника измерения давления
Герметично закрытая мембрана из нержавеющей стали для скрытого монтажа с шероховатостью Ra
Смачиваемые части из нержавеющей стали 1.4435, корпус из нержавеющей стали 1.4571
Устойчивость к CIP / SIP
Большой выбор гигиенических технологических соединителей
Корпус из нержавеющей стали с классом защиты до IP 68
Доступен полевой корпус (IP 67)
Переключаемые коммутационные выходы (PNP / NPN) и аналоговый выход (ток / напряжение)
Масштабируемый аналоговый выход (уменьшение 5: 1)
Высокая точность измерения: ± 0,5%
IO-Link для передачи данных процесса на контроль измеренных значений в барах
Корпус можно повернуть в двух местах (технологическое соединение / дисплей), а дисплей можно повернуть на 180 °
Общие технологические соединения, в том числе с мембраной для скрытого монтажа
Реле давления гигиенического класса с дисплеем для пищевой промышленности
Детали, контактирующие со средой, изготовлены из нержавеющей стали 1.4435
Индивидуально программируемые переключающие выходы и аналоговый выход
Значения давления отображаются на дисплее
Единицы измерения давления на дисплее можно переключать
Состояния выходов отображаются отдельно с помощью больших светодиодов
IO-Link
Диапазоны измерения от 0 мбар … 100 мбар до 0 бар … 600 бар
Относительный, абсолютный и ± диапазоны измерения
Также доступен с мембраной скрытого монтажа
Температура процесса до 150 ° C ( опционально)
Большое количество часто используемых присоединений к процессу
Высокая устойчивость к ударам и вибрации
Точность 0.5% или 0,25%
Выходной сигнал 4 мА … 20 мА, 0 В … 5 В или 0 В … 10 В
Регулировка нуля и диапазона
Круглый разъем M12 x 1, угловой разъем (DIN 175301-803 A) или кабельное соединение
Электронное реле давления с дисплеем для контроля давления в жидкостях и газах
Точная сенсорная технология с мембраной из нержавеющей стали
Встроенные технологические соединения, изготовленные из высококачественной нержавеющей стали
Значения давления отображаются на дисплее.Состояния выходов отображаются отдельно с помощью широкоугольных светодиодов.
Единицы измерения давления на дисплее можно переключать
Мин. / Макс. Память
Защита паролем
IO-Link
Диапазоны измерения от 0 бар … 6 бар до 0 бар … 600 бар
Доступны различные выходные сигналы и электрические соединения
Доступны общие технологические соединения
Безопасность при высоком избыточном давлении. Защита от пикового давления доступна по запросу для выбранных технологических соединений.
Приварная по кругу герметичная мембрана из нержавеющей стали
Корпус из нержавеющей стали со степенью защиты до IP 67 (с круглым разъемом M12 x 1)
Диапазоны измерения давления от 0 бар … 0,05 бар до 0 бар … 1000 бар
Относительный, абсолютный и ± диапазоны измерения
Доступно большое количество присоединений к процессу
Нет механических движущихся частей. Следовательно, нет износа, усталости или технического обслуживания.
Сваренная по кругу герметичная мембрана из нержавеющей стали
Выходной сигнал 4 мА… 20 мА, 0 В … 5 В или 0 В … 10 В
Электрическое соединение M12 x 1, угловой штекер (согласно DIN 175301-803 A) или кабельное соединение
Глубина погружения до 100 м
Доступны с кабелями различной длины
Диапазоны измерения от 0,1 бар … 1 бар до 0 бар … 25 бар
Мембрана из нержавеющей стали
Герметичный корпус из нержавеющей стали с Защитный колпачок PA
Кабель из полиуретана, кабель FEP доступен в качестве опции для агрессивных сред
Дополнительное измерение температуры со встроенным элементом Pt100
Дополнительная защита от перенапряжения
Пожалуйста, подождите…
Ваш запрос обрабатывается и может занять несколько секунд.
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:
Па — [Паскаль] в 1 Па = 1 (Н / м²)
бар — [бар] в 1 баре = 105 ‘ƒð‘ Ž
psi: (фунт (сила) на квадратный дюйм)
Принцип работы 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 многие другие.
Датчики давления от Variohm
Мы можем предложить датчики давления в виде датчиков давления , реле давления, комбинированные датчики давления и температуры, датчики давления для монтажа на печатной плате и датчики давления для опасных зон . Наши комбинированные преобразователи давления и температуры особенно хорошо подходят для приложений, где пространство ограничено.

Принцип работы датчика давления воды

Принципы использования датчика давления

Датчики давления: выбор и примеры использования

Выходная полярность в зависимости от нагрузки

Выбор датчика давления

Примеры применения датчиков давления

Статическое измерение

Динамическое измерение

Измерение нагрузки гидравлического домкрата

Методика расчета коэффициента преобразования при измерении нагрузки гидравлического домкрата (кН или МН) с помощью датчика давления:

Пример:

Рекомендации потребителю

2. Подключение датчика к магистрали с измеряемой средой

3. Электрическое подключение датчика давления

4. Отказы датчиков

Калибровка датчика давления | Kistler

Какие существуют методы калибровки датчика давления?

Калибровка датчика статического давления при помощи весов мертвого груза

Квазистатическая калибровка

ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ — ООО «Нижегородстройдиагностика»

Замена датчика давления масла двигателя (д.в.с.)

Датчики давления Autonics PSA — Индустриальные системы

— обзор

11.3.1 Датчики давления

Типы датчиков давления — Руководство

Датчики давления, преобразователи давления и преобразователи давления

Рисунок 1: Датчик давления с тензометрическим датчиком с использованием моста Уитстона

Терминология по давлению

Рисунок 2: Взаимосвязь различных измерений давления

Технологии измерения давления

Типы датчиков давления

Датчики барометра-анероида

Датчики манометра

Датчики давления с трубкой Бурдона

Вакуумные датчики давления

Герметичные датчики давления

Технические характеристики датчика давления

Применение датчиков давления

Сводка

Источники:

Датчики прочие изделия

Прочие «виды» изделий

Больше от Instruments & Controls

| Текскан

Поисковые датчики

| Микросенсор

История развития

Производственные процессы

Измерение давления в нефти и газе

Измерение давления в пищевых продуктах

ресурсов

Датчики давления / Датчики вакуума

Датчики давления

Датчики давления | SICK

Принцип работы датчика давления

Статическое давление

Принцип работы датчика давления

Для чего используются датчики давления?

Датчики давления от Variohm

Добавить комментарий Отменить ответ