Преобразователь избыточного давления: Преобразователи избыточного давления ПД-Р | Саранский приборостроительный завод

alexxlab | 19.09.1974 | 0 | Разное

Содержание

Преобразователи избыточного давления ПД-Р | Саранский приборостроительный завод

Предназначен

для пропорционального преобразования избыточного давления жидкостей, газов или паров в стандартный выходной сигнал постоянного тока.

Используются в системах централизованного контроля и управления технологическими процессами на объектах электро-, тепло-, водо-, нефте и газоснабжения; на объектах ЖКХ, в локальных системах автоматизации насосного, компрессорного и т. п. оборудования, в системах контроля технологических процессов.

Выбор преобразователя давления

Давление является такой же важной физической величиной, как, к примеру, температура. Именно ее в наше время считают определяющей в течение многих существующих технологических процессах.

Преобразователи избыточного давления в большинстве случаев предназначаются для измерения беспрестанного преобразования давления в выходные унифицированные сигналы напряжения постоянного тока либо в цифровой сигнал.

В регуляторах, как и в иных устройствах современной автоматики, используются датчики, отвечающие за регулирование и управление многими технологическими процессами в системе отопления, водообработки,кондиционирования, вентиляции и т.п.

Так какие же алгоритмы необходимо учитывать при подборе датчика?

Главное, на что стоит обратить внимание, приобретая преобразователи избыточного давления – это тип измеряемого давления. В настоящее время преобразователи давления могут измерять разность лишь двух давлений, оказывающих воздействие на измерительную мембрану: измеряемое и опорное. И в зависимости от видов опорного давления датчики делятся на такие виды, как:

Преобразователи показаний абсолютного давления отвечают за измерение величин абсолютного давления в газообразных и жидких средах. Преобразователи относительного (избыточного) давления используются для измерения величины избыточного давления газообразных и жидких сред.

Преобразователи дифференциального(перепада, разности) давления измеряют разность давления среды. Используются для измерения расхода газа, жидкостей, пара и т.п.

Существуют преобразователи и так называемого вакуум метрического давления, которые отвечают за измерение величин вакуум метрического давления газообразных и жидких сред. Преобразователи уровня гидростатического давления- предназначены для преобразования показателей гидростатического давления той или иной контролируемой среды в сигналы постоянного тока. Что же касается преобразователей разряжения- избыточного давления, то они представляют собой «удачное» сочетание датчиков вакуум метрического и избыточного давления.

Также, выбирая преобразователи избыточного давления, следует учитывать как их среду обитания, так и климатическое исполнение преобразователей давления. Немаловажное значение имеют и их выходные сигналы – аналоговый, выходной, радиометрический. Не следует сбрасывать со счетов и точность измерений преобразователей давления. Которые также делятся на несколько видов, в зависимости от различных метрологических характеристик(классов точности).

Основные технические характеристики

Верхний предел измерений, МПа 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 40
Выходной сигнал, мА 4 — 20
Предел допускаемой основной погрешности, % ± 0,5; ± 1,0
Напряжение питания, В 24+6-15
Нагрузочное сопротивление, Ом от 0,1 до 500
Потребляемая мощность, В•А, не более 1,0
Климатическое исполнение: УХЛ 3.1 — но для работы при температуре от минус 10 0С до плюс 800С и относительной влажности 95% при 350С и более низких температурах без конденсации влаги
Температура измеряемой среды от минус 200С до плюс 1500С (если температура превышает плюс 800С, то подключать преобразователи необходимо с применением охлаждающего радиатора или импульсной трубки)
Степень защиты
IP65
Межповерочный интервал 2 года
Гарантийный срок эксплуатации 1,5 года
Масса, кг, не более 0,2

Оформление заказа

При заказе необходимо указать:

  1. Условное обозначение (составляется по схеме, приведенной ниже).
  2. Обозначение ТУ (ТУ4212-133-00227471-2008).

Примеры заказа

Преобразователь избыточного давления ПД-Р с верхним пределом измерения 0,6 МПа, с пределом допускаемой основной погрешности ±0,5%, с присоединительной резьбой М20х1,5:

«Преобразователи избыточного давления ПД-Р—0,6МПа—0,5—М20 ТУ 4212-133-00227471-2008».

Преобразователь избыточного давления ПД-Р с верхним пределом измерения 2,5 мПа, с пределом допускаемой основной погрешности ±1,0%, с присоединительной резьбой G1/2: 

«Преобразователи избыточного давления ПД-Р—2,5МПа—1,0—G1/2 ТУ 4212-133-00227471-2008». 


Ведущий поставщик ООО НПФ РАСКО г. Москва

Габаритные и присоединительные размеры

Преобразователь давления (преобразователь избыточного давления)

Как правило, термин преобразователь давления используется для описания прибора для измерения давления с вышеперечисленными функциями. Но на рынке преобразователь давления также часто используется для обозначения простого датчика давления.

Преобразователь давления WIKA является гибким в эксплуатации и подходит для задач измерения в самых различных отраслях промышленности. Он измеряет уровень в сосудах, определяет скорость потока в трубах, контролирует насосы. И это только малая часть его применений.

Преобразователь избыточного давления универсальный

Преобразователь избыточного давления модели UPT-20 (с портом давления) /  модели UPT-21 (с открытой мембраной) подходит для многих отраслей промышленности. Кроме машиностроения и производственных процессов он используется в перерабатывающей промышленности в искробезопасной версии Ex ia. Требования к гигиенической, фармацевтической и пищевой промышленности выполняются с использованием специальных технологический присоединений. Преобразователь избыточного давления моделей UPT-20 / UPT-21 может поставляться с выходным сигналом аналогового типа,  HART®-протоколом (версия 7).

Измеренные значения легко считываются с прибора, поскольку преобразователь избыточного давления обладает поворачивающимся корпусом (с возможностью поворота после монтажа в процесс) и высокой контрастностью большого дисплея, который обладает уклоном в 45°. Электрическое подключение преобразователя давления осуществляется без применения каких-либо дополнительных инструментов. Преобразователь избыточного давления обладает степенью защиты IP 66, что означает защиту прибора от проникновения пыли и жидкости, а также степенью защиты  IP 67 -  имеет защиту от кратковременного погружения в воду.

Преобразователь давления интеллектуальный

Преобразователь давления модели IPT-20 (с портом давления) / модели IPT-21 (с открытой мембраной) доступен в семи вариантах исполнения корпуса. Для корпусов используются следующие материалы: пластмасса, алюминий, нержавеющая сталь. Для взрывоопасных производств подходят корпуса, изготовленные из литой нержавеющей стали или алюминия.

Данный преобразователь избыточного давления также может быть представлен со всеми выходными сигналами, распространенными в обрабатывающих отраслях промышленности: аналоговый сигнал, сигнал с HART®, FOUNDATION™ Fieldbus, PROFIBUS® PA. Можно также выбрать сенсор датчика: пьезорезистивный, тонкопленочный или керамический. Пьезорезистивные и тонкопленочные сенсоры не требуют уплотнения в корпусе, так как эти типы сенсоров привариваются к штуцеру с помощью лазерной сварки. Керамический сенсор используется, когда требуется высокая точность, низкие характеристики образивности и высокий уровень безопасности.

Преобразователь давления дифференциальный

Преобразователь давления модель DPT-10 используется при измерении перепада давлений. Типичные области применения это измерение уровня и расхода, а также контроль фильтров и мониторинг насосов.

Для измерения уровня преобразователь давления DPT-10 используется при мониторинге закрытых сосудов и регистрирует гидростатическое давления наполнения. Если форма сосуда нестандартная, можно рассчитать объем любой формы резервуара и отображать его объем непосредственно на дисплее. Передача в подключенную систему управления технологическим процессом также возможна. Если преобразователь давления DPT-10 комбинируется с первичным элементом расхода, таким как сужающее устройство или трубка Вентури, он может измерять расход в пределах трубопровода. 


Свяжитесь с нами

Вам нужна дополнительная информация? Напишите нам:

Преобразователь избыточного давления ОВЕН ПД100-ДИ25-111-0,5

 

В настоящее время предлагаются следующие модели однопредельных преобразователей:

ОВЕН ПД100-ДИХ-1Х1 представляет собой преобразователь с измерительной мембраной из нержавеющей стали AISI 316L, сенсором на основе технологии КНК (см. Общая информация) и кабельным вводом стандарта EN175301-803 (DIN43650 А), относительно низким выходным шумом (не более ±16 мкА). Присоединение «ОТКРЫТЫЙ СЕНСОР» предназначено для вязких, загрязнённых сред: стоки, мазут, нефтяная эмульсия, пожарные реагенты, пищевые среды.

Для заказа доступны следующие модели:

Верхние пределы измерения модели ПД100-ДИ Х-1Х1-Х

Верхний диапазон измерения, МПа

0,01

0,016

0,025

0,04

0,06

0,1

0,16

0,25

0,4

0,6

1,0

1,6

2,5

4,0

6,0

10,0

16,0

25,0

Максимальное давление перегрузки, МПа

0,07

0,07

0,07

0,2

0,2

0,2

1,0

1,0

1,0

2,0

2,0

6,0

6,0

20,0

20,0

20,0

70,0

70,0

Давление разрушения, МПа

0,14

0,14

0,14

0,4

0,4

0,4

2,0

2,0

2,0

4,0

4,0

12,0

12,0

40,0

40,0

40,0

140,0

140,0

Датчики данной модели могут применяться в системах автоматизации, диспетчеризации, сигнализации и индикации технологических процессов, требующих повышенной точности измерений.

 


ОВЕН ПД100-ДИВХ-111-Х преобразователь избыточного давления-разряжения с одинаковыми по абсолютному значению верхними пределами измерений избыточного давления и разряжения. Измерительная мембрана из нержавеющей стали AISI 316L, сенсор на основе технологии КНК (см. Общая информация), кабельный ввод стандарта EN175301-803 (DIN43650 А).

 

 

Верхние пределы измерения модели ПД100-ДИВХ-1Х1-Х:

Верхний диапазон измерения, МПа

0,0125

0,02

0,03

0,05

0,08

0,1

Максимальное давление перегрузки, МПа

0,07

0,07

0,07

0,2

0,2

0,2

Давление разрушения, МПа

0,14

0,14

0,14

0,4

0,4

0,4

 


ОВЕН ПД100-ДВХ-111-Х: преобразователь давления разряжения. Измерительная мембрана из нержавеющей стали AISI 316L, сенсор на основе технологии КНК (см. Общая информация), кабельный ввод стандарта EN175301-803 (DIN43650 А) 

 

 

Верхние пределы измерения модели ПД100-ДВХ-1Х1-Х:

Верхний диапазон измерения, МПа

0,01

0,016

0,025

0,04

0,06

0,1

Максимальное давление перегрузки, МПа

0,07

0,07

0,07

0,2

0,2

0,2

Давление разрушения, МПа

0,14

0,14

0,14

0,4

0,4

0,4

 


ОВЕН ПД100-ДИХ-3Х1-1,0: представляет собой преобразователь с керамической измерительной мембраной, сенсором на основе технологии ТНК (см. Общая информация) и кабельным вводом стандарта EN175301-803 (DIN43650 А). Данная модель характерна наиболее низкой ценой и устойчивостью к агрессивным средам.

Для заказа доступны следующие модели:

 

Верхние пределы измерения модели ПД100-ДИХ-3Х1-1,0 

Верхний диапазон измерения, МПа

0,1

0,4

0,6

1,0

1,6

2,5

4,0

Максимальное давление перегрузки, МПа

0,4

1,0

2,0

2,0

4,0

10,0

10,0

Давление разрушения, МПа

0,5

1,25

2,5

2,5

5,0

12,5

12,5

Датчики данной модели могут применяться в системах диспетчеризации, сигнализации и индикации технологических процессов, где не требуется высокая точность измерений.

 


ОВЕН ПД100-ДИХ-4Х1 представляет собой преобразователь с измерительной мембраной из сплава титана, сенсором на основе технологии КНС (см. Общая информация) и кабельным вводом стандарта EN175301-803 (DIN43650 А). Данная модель характерна повышенной точностью измерений и низким выходным шумом (не более ±10 мА). Кроме того, в этой модели применено безрезиновое уплотнение сенсора к штуцеру титан-нержавейка «конус по кромке». Это позволяет использовать датчик для агрессивных, низкотемпературных сред (аммиак, фреон).

Для заказа доступны следующие модели:

Верхние пределы измерения модели ПД100-ДИХ-411-0,5 

Верхний диапазон измерения, МПа

0,1

0,16

0,25

0,4

0,6

1,0

1,6

2,5

4,0

6,0

10,0

Максимальное давление перегрузки, Па

0,125

0,75

0,75

0,75

0,75

1,25

3,2

3,2

7,5

7,5

25,0

Датчики данной модели могут применяться в системах автоматизации и контроля технологических процессов, требующих повышенной устойчивости к агрессивным средам.

 


ОВЕН ПД100-ДИХ-811 представляет собой преобразователь с открытым кремниевым кристаллом сенсора и кабельным вводом стандарта EN175301-803 (DIN43650 А). Данная модель предназначена для измерения сверхнизких давлений неагрессивных газов (метан, кислород, воздух, и т.п.) в котельной автоматике, системах вентиляции, лабораторных установках.

 

Для заказа доступны следующие модели: 

 

 


ОВЕН ПД100-ДИВХ-811представляет собой преобразователь с открытым кремниевым кристаллом сенсора и кабельным вводом стандарта EN175301-803 (DIN43650 А). Данная модель предназначена для измерения сверхнизких давлений неагрессивных газов (метан, кислород, воздух, и т.п.) в котельной автоматике, системах вентиляции, лабораторных установках.

 

Для заказа доступны следующие модели:

 


ОВЕН ПД100-ДВХ-811 представляет собой преобразователь с открытым кремниевым кристаллом сенсора и кабельным вводом стандарта EN175301-803 (DIN43650 А). Данная модель предназначена для измерения сверхнизких давлений неагрессивных газов (метан, кислород, воздух, и т.п.) в котельной автоматике, системах вентиляции, лабораторных установках.

Для заказа доступны следующие модели:


ОВЕН ПД100-ДИХ-115

датчик давления в полевом корпусе с кабельным вводом под гибкий кабель 6-8мм.

Данная модель предназначена для тяжёлых условий эксплуатации «на открытом воздухе». 
Для заказа доступны следующие модели:

  • ОВЕН ПД100-ДИХ-115-Х

Верхний предел измерений:

  • От 0,01 до 6,0 (10*) МПа

Код обозначения модели:

  • 115 - штуцер М20х1,5, кабельный ввод, полевой корпус

Класс точности:

  • 0,25 - +/-0,25% от ВПИ
  • 0,5 - +/-0,5% от ВПИ

Верхние пределы измерения модели ПД100-ДИХ-115-Х  

Верхний диапазон измерения, МПа

0,01

0,016

0,025

0,04

0,06

0,1

0,16

0,25

0,4

0,6

1,0

1,6

2,5

4,0

6,0

Максимальное давление перегрузки, МПа

0,07

0,07

0,07

0,2

0,2

0,2

1,0

1,0

1,0

2,0

2,0

6,0

6,0

20,0

20,0

Давление разрушения, МПа

0,14

0,14

0,14

0,4

0,4

0,4

2,0

2,0

2,0

4,0

4,0

12,0

12,0

40,0

40,0


ОВЕН ПД100-ДИВХ-115

датчик давления в полевом корпусе с кабельным вводом под гибкий кабель 6-8мм. 

Данная модель предназначена для тяжёлых условий эксплуатации «на открытом воздухе». 
Для заказа доступны следующие модели:

  • ОВЕН ПД100-ДИВХ-115-Х

Верхний предел измерений:

  • От -/+0,0125 до -/+0,1 МПа

Код обозначения модели:

  • 115 - штуцер М20х1,5, кабельный ввод, полевой корпус

Класс точности:

  • 0,25 - +/-0,25% от ВПИ
  • 0,5 - +/-0,5% от ВПИ

Верхние пределы измерения модели ПД100-ДИВХ-115-Х

Верхний диапазон измерения, МПа

0,0125

0,02

0,03

0,05

0,08

0,1

Максимальное давление перегрузки, МПа

0,07

0,07

0,07

0,2

0,2

0,2

Давление разрушения, МПа

0,14

0,14

0,14

0,4

0,4

0,4


ОВЕН ПД100-ДВХ-115

датчик давления в полевом корпусе с кабельным вводом под гибкий кабель 6-8мм. 
Данная модель предназначена для тяжёлых условий эксплуатации «на открытом воздухе».

Для заказа доступны следующие модели:

  • ОВЕН ПД100-ДВХ-115-Х

Верхний предел измерений:

  • От -0,01 до -0,1 МПа

Код обозначения модели:

  • 115 - штуцер М20х1,5, кабельный ввод, полевой корпус

Класс точности:

  • 0,25 - +/-0,25% от ВПИ
  • 0,5 - +/-0,5% от ВПИ

Верхние пределы измерения модели ПД100-ДВХ-115-Х

Верхний диапазон измерения, МПа

0,01

0,016

0,025

0,04

0,06

0,1

Максимальное давление перегрузки, МПа

0,07

0,07

0,07

0,2

0,2

0,2

Давление разрушения, МПа

0,14

0,14

0,14

0,4

0,4

0,4

Преобразователь избыточного давления (датчик давления) микропроцессорный ПД100-ДИ

Каталог / Преобразователи давления / Преобразователи избыточного и вакуумметрического давления / Преобразователь избыточного давления (датчик давления) микропроцессорный ПД100-ДИ

Назначение преобразователя избыточного давления ПД100-ДИ

Преобразователи избыточного давления (тензопреобразователи или датчики давления) ПД100-ДИ редназначены для непрерывного преобразования избыточного давления измеряемой среды в унифицированный сигнал постоянного тока 4…20 мА.

Датчики серии ОВЕН ПД100-ДИ применяются в распределительных сетях ЖКХ (вода, тепло), на тепловых пунктах, компрессорных станциях, в пищевой промышленности и др.


Основные функции избыточного давления ПД100-ДИ

  • ИЗМЕРЕНИЕ ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ нейтральных к титану и нержавеющей стали сред (воздух, пар, различные жидкости)
  • Преобразование избыточного давления в унифицированный сигнал постоянного тока 4...20 мА
  • Верхний предел измеряемого давления – ряд значений от 25 кПа до 2,5 МПа (на данный момент)
  • ПЕРЕГРУЗОЧНАЯ СПОСОБНОСТЬ 200% от ВПИ
  • Класс точности 1,0; 0,5 или 0,25
  • Высокая перегрузочная способность по давлению
  • Хорошие показатели временной стабильности выходного сигнала
  • Высокая степень защиты корпуса датчика давления – IP65
  • ПОВЫШЕННАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ к воздействию электромагнитных помех
  • Возможность совместного использования с индикатором ИТП-10 для отображения результатов измерения непосредственно на преобразователе на месте установки.

  • Технические характеристики преобразователя избыточного давления ПД100-ДИ


    Выходной сигнал постоянного тока4...20 мА
    Предел допустимой основной погрешности измерения:
    – ПД100-ДИ -1,0±1,0 %
    – ПД100-ДИ -0,5±0,5 %
    – ПД100-ДИ -0,25±0,25 % - только для серии 111
    Диапазон рабочих температур контролируемой среды–40…110 °С
    Напряжение питания12…36 В постоянного тока
    Сопротивление нагрузки0…1,0 кОм (в зависимости от напряжения питания)
    Потребляемая мощностьне более 0,75 ВА
    Устойчивость к механическим воздействиямгруппа исполнения V3 по ГОСТ 12997-84
    Степень защиты корпуса датчиков давленияIP65
    Устойчивость к климатическим воздействиямУХЛ3.1**
    Диапазон рабочих температур окружающего воздуха–40…80 °С
    Атмосферное давление66...106,7 кПа
    Среднее время наработки на отказне менее 100 000 ч
    Средний срок службы12 лет
    Методика поверкиМИ 1997-89
    Массане более 0,2 кг
    Штуцер для подключения датчиков давленияБазово M20х1,5, по заказу G1/2, G1/4 или М24х1,5
    Тип электрического соединителяразъем DIN 43650А
    Материал мембранынержавеющая сталь AISI 316L - для 111 серии
    кремний - для 811 серии
    Габаритный размер (по высоте)не более 127,5 мм

    Верхние пределы измеряемого давления и предельные давления перегрузки датчиков давления ПД100-ДИ серии 111

    Верхний предел измеряемого давления, МПа0,010,0160,0250,040,060,10,160,250,40,61,01,62,54,06,010,016,025,0
    Предельное давление перегрузки, МПа0,070,070,070,140,140,21,01,01,02,02,06,06,020,020,020,070,070,0

    Верхние пределы измеряемого давления и предельные давления перегрузки датчиков давления ПД100-ДИ серии 811

    Верхний предел измеряемого давления, кПа0,1250,250,40,611,62,546
    Предельное давление перегрузки, кПа4444410102828

    Форма заказа: ПД100-ДИ А - БВ1 - Г

    АВерхний предел измеряемого давления :

    0,025МПа; 0,04МПа; 0,06МПа; 0,1МПа; 0,6МПа; 1,0МПа; 1,6МПа; 2,5МПа - стандартные модификации для 111 серии

    0,01МПа; 0,016МПа; 0,16МПа; 0,25МПа; 0,4МПа; 4МПа; 6МПа; 10МПа; 16МПа; 25МПа - заказные модификации для 111 серии

    125Па; 250Па; 400Па; 600Па; 1 кПа; 1,6 кПа; 2,5кПа - стандартные модификации для 811 серии

    4кПа; 6кПа - заказные модификации для 811 серии

    БМатериал мембраны:

    1- нержавеющая сталь AISI 316L

    8- кремний

    ВТип штуцера:

    1- штуцер М20х1,5

    2- штуцер М20х1,5 (открытая мебрана) - только для серии 1х1 до 10МПА - планируются к производству

    4- штуцер М24х1,5 (открытая мебрана) - только для серии 1х1 до 10МПА

    7- штуцер G1/2 - только для серии 1х1 любого диапазона

    8- штуцер G1/4 - только для серии 1х1 до 10МПА

    ГПредел допустимой основной погрешности:

    0,5 - +/- 0,5%

    1,0 - +/- 1,0%

    0,25 - +/- 0,25% - только для серии 1х1

    Документация:

    Преобразователь давления. Общая информация

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

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

    Преобразователи избыточного давления

    Рисунок 1 — Датчик давления общепромышленный PTE5000

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

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

    Преобразователи абсолютного давления

    Рисунок 2 — Датчик давления общепромышленный CER-1

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

    Преобразователи вакууметрического давления (разряжения)

    Рисунок 3 — Преобразователь абсолютного давления. Датчики Klay.

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

    Преобразователи гидростатического давления (гидростатические уровнемеры)

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

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

    Таблица перевода популярных единиц измерения давления
    ЕдиницыПакПаМПакгс/см²мм рт.ст.мм вод.ст.бар
    1 Па110–310–610,197 16 
    х 10–6
    0,007 500 620,101 971 60,000 01
    1 кПа1 000110–30,010 197 167,500 62101,971 60,01
    1 МПа1 000 0001 000110,197 167 500,62101 971,610
    1 кгс/м29,806 659,806 65 
    х 10–3
    9,806 65 
    х 10–6
    0,000 10,073 555 9198,066 5 
    х 10–6
    1 кгс/см298 066,598,066 50,098 066 51735,55910 0000,980 665
    1 мм рт.ст. (при 0 °C)133,322 40,133 322 40,000 133 322 40,001 359 51113,595 10,001 332 24
    1 мм вод.ст. (при 0 °C)9,806 659,807 750 
    х 10–3
    9,806 65 
    х 10–6
    0,000 10,073 555 9198,066 5 
    х 10–6
    1 бар100 0001000,11,019 716750,06210 197,161

    Конструкция преобразователей давления

    Рисунок 4 — Схема конструкции преобразователей давления

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

    1. Кабельный ввод: Эта часть преобразователя давления используется для герметичного ввода электрического кабеля в датчик. Как правило, используется сальниковый ввод типа PG9, но встречаются и другие варианты подсоединения (например PG16, M20x1,5).
    2. Клеммы: Клеммы необходимы для физического подключения электрических проводов к датчику. На сегодняшний день подавляющее большинство преобразователей давления используют 2-проводную схему подключения с выходным сигналом 4…20 мА.
    3. Плата питания / искорзащиты: Данная плата осуществляет распределение электрической энергии между электронными компонентами датчика. У преобразователей во взрывобезопасном исполнении на данной плате реализуется функция искрозащиты. У недорогих датчиков давления (например, PTE5000), как правило, плата питания и преобразовательная плата совмещены.
    4. Корпус электроники: Часть датчика давления, в которой расположены плата питания и преобразовательная плата. У преобразователей низкой ценовой категории (WIKA, BD Sensors) корпус электроники и корпус собственно датчика представляют одно целое. Наличие отдельного корпуса для электроники характерно только для высококачественных преобразователей давления (например KLAY-INSTRUMETNS, EMERSON, VALCOM, YOKOGAWA).
    5. Преобразовательная плата: Это одна из самых важных частей преобразователей давления. Данная плата осуществляет преобразование сигнала от первичного сенсора в унифицированный электрический сигнал по току или по напряжению.
    6. Корпус датчика: Основная механическая часть, представляющая собой собственно тело преобразователя.
    7. Провода и атмосферная трубка: Провода, как правило, представляют собой кабельный шлейф, соединяющий выводы сенсора и преобразовательную плату. Атмосферная трубка используется в датчиках избыточного и вакууметрического давления для осуществления связи чувствительного элемента (сенсора давления) с атмосферным давлением.
    8. Технологическое соединение: Эта часть преобразователей давления используется для физического подключения датчика к процессу (к трубопроводу, емкости, аппарату). Наиболее распространенным соединением является резьбовое манометрическое подсоединение G1/2" по стандарту DIN 16288 и резьба М20х1,5. Также широко встречаются соединения G1/4", G1", фланцевые соединения. В пищевой промышленности распространены специальные санитарные соединения, например молочная гайка DIN 11851, DRD-фланец, хомуты Tri-clamp. В ассортименте ООО «КИП-Сервис» есть специальные преобразователи давления для применения в пищевой (молочной, пивоваренной) промышленности. Это приборы производства KLAY-INSTRUMENTS BV — датчики давления серии 8000-SAN и интеллектуальные датчики давления серии 2000-SAN, которые полностью удовлетворяют всем требованиям пищевой промышленности по гигиене, точности измерений и температурным режимам. Рисунок 5.1 — Технологические соединения Рисунок 5.2 — Технологические соединения
    9. Сенсор давления (первичный преобразователь): Сенсор давления — один из ключевых элементов любого преобразователя давления. Данный элемент непосредственно осуществляет преобразование действующего на него давления в электрический сигнал, который потом унифицируется на преобразовательной плате. На сегодняшний день существует несколько способов преобразования давления в электрический сигнал. В промышленности применяются индуктивный, емкостной и тензорезистивный методы преобразования. Самым распространенным является тензорезистивный. Данный метод основан на явлении тензоэффекта в металлах и полупроводниках. Тензорезисторы соединенные в мостовую схему (мост Уитстона) под действием давления изменяют свое сопротивление, что приводит к разбалансу моста. Разбаланс прямо пропорционально зависит от степени деформации резисторов и, следовательно, от приложенного давления. Рисунок 6 — Мост Уитстона

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

    Типы сенсоров

    1. Толстопленочные сенсоры на металлической/керамической мембране

    Толстопленочный сенсор на металлической/керамической мембране

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

    Толстопленочные сенсоры обладают следующими особенностями:

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

    2. Тонкопленочные сенсоры на стальной мембране

    Тонкопленочные сенсоры на стальной мембране

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

    Особенности тонкопленочных сенсоров:

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

    3. Керамические тензорезистивные сенсоры

    Керамические тензорезистивные сенсоры

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

    Особенности:

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

    4. Кремниевые тензорезистивные сенсоры

    Кремниевые тензорезистивные сенсоры

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

    Особенности:

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

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

    Дополнительные материалы:

    Читайте также:

    Преобразователь избыточного давления, датчик давления

         Преобразователи или датчики избыточного давления необходимы во многих отраслях промышленности. Они позволяют контролировать большинства технологических процессов. Сложно представить современную теплоэнергетику и водоснабжение без таких измерительных приборов.

    Физическая сущность давления

         Распределенная сила, с которой одно тело воздействует на другое, находящееся с ним в контакте. Для жидкости или газа оно является одним из основных параметров состояния. Единицами измерения давления являются:

    • паскаль;

    • килограмм∙сил/см2 или килограмм сил/м2;

    • pound-force per square inch (фунт-сила на квадратный дюйм).

         Для лабораторных расчетов чаще всего используются Па, КПа или МПа, тогда как килограмм∙сил/см2 или атмосферы (технические) можно увидеть в производстве. Дюймы-силы на квадратный дюйм используются странами с английской метрической системой, поэтому цифровые приборы, произведенные ими часто имеют шкалу измерения в psi.

    Виды преобразователей

         Устройство преобразователей давления разнообразно, выделяют пять основных видов приборов:

    1. механические;

    2. с преобразователем дифференциально-трансформаторного типа;

    3. с компенсацией магнитными потоками;

    4. с силовой компенсацией;

    5. тензопреобразователи.

    Механические

         Когда говорят о механических измерителях давления, чаще всего подразумевают деформационные манометры. Рабочая среда или среды, в случае измерения разности давлений, воздействуют непосредственно на чувствительный элемент, по изменению характеристик которого и определяется измеряемая величина.

         По элементу, который подвергается воздействию среды с избыточным давлением, различают следующие виды манометров:

    • пружинные;

    • сильфонные;

    • мембранные.

         Благодаря простоте устройства и дешевизне они получили широкое распространения, особенно как манометры прямого действия, независящие от подачи электроэнергии.

         Устанавливаемые на трубопроводы и сосуды высокого давления, пружинные манометры основаны на изменении размера трубчатой пружины. Стрелка на дисковой шкале показывает значение давления рабочей среды. Существуют модификации данной конструкции. Дополнительные стрелки с электрическими контактами позволяют устройству сигнализировать о выходе измеряемой величины из рабочего диапазона.

         В сильфонных преобразователях чувствительным элементом является кремнеорганическая жидкость в специальном закрытом чувствительном элементе. К нему подводятся две трубки, связанные уравнительный линией, это позволяет измерять не только избыточное давление, но и разницу. Перемещение штока под действием гидравлической жидкости и используется для передачи информации о величине измеряемого параметра. При этом сильфонный манометр может комплектоваться различными передающими и отображающими устройствами, как прямыми шкалами, так и цифровыми.

         Преобразователь давления с мембранным чувствительным элементом используется для измерения напора. Чаще всего в теплоэнергетике применяются устройства с мембранными коробками. Ими измеряют, например, избыточное давление воздуха, подающегося дутьевыми вентиляторами в топки котлов. Для отображения значение измеряемой величины может быть использовано как механическое, так и цифровое устройство.

    Электрические преобразователи

         Дифференциально-трансформаторные преобразователи используются для передачи сигнала от чувствительного элемента к регистрирующему прибору. Они давно известны и зарекомендовали себя как простые и надежные устройства. По этой причине они повсеместно распространены.

         Чувствительный элемент передает изменения давления ферромагнитному сердечнику, который создает электрическое напряжение в двух вторичных обмотках. Его можно передать на достаточно большое расстояние к вторичному прибору. В нем расположен подобный преобразователь, который позволяет отслеживать давление.

         В пьезоэлектрических приборах, а также в тензопреобразователях используется принцип зависимости электрических свойств чувствительного элемента от давления рабочей среды. Особым образом изготовленные пластинки из кристаллов кремния при действии на него давления вырабатывает электрическое напряжение. При этом, при действии статического давления, это напряжение рассеивается, поэтому пьезоэлектрические преобразователи используются только для измерения на двигателях и насосах.

          В тензопреобразователях чувствительным элементом является мембрана с размещенными на ней резисторами, сопротивления которых меняется при приложении к мембране избыточного давления. Цифровой блок интерпретирует изменения электрических параметров чувствительного элемента и определяет значение избыточного давления с высокой точностью. Недостатком этого вида устройств является наличие значительного температурного коэффициента. Электрическая схема прибора включает специальный терморезистор, сопротивление которого зависит от температуры и не зависит от давления.

         Для работы в интеллектуальных системах управления производственными процессами электрические преобразователи комплектуются микропроцессорными преобразователями аналогового сигнала. Цифровой сигнал такого преобразователя позволяет построить схему дистанционного управления, например, на электростанции.

         Точное измерения избыточного давления обеспечивает емкостной преобразователь. Рабочая среда воздействует на разделительные мембраны, между которыми находится заполненная нейтральной жидкостью полость с чувствительной мембраной. Она является подвижной обкладкой дифференциального конденсатора, изменение размеров которого позволяет измерить изменение давления рабочей среды.

    Подобный механизм преобразования демонстрируют также манометры, построенные на базе кристаллического резонатора или манганиновой проволочной катушки, чьи электрические характеристики изменяются под действием приложенной к ней силе.

    Промышленное применение датчиков давления

          Для измерения избыточного давления рабочей среды в трубопроводах используются механические приборы, которые надежны и не зависят от наличия электрического тока. По ним определяют характеристики рабочей среды «по месту». Более совершенные электрические приборы используются для построения мнемосхем и дистанционного управления трубопроводной арматурой или агрегатами. Обычно они работают в паре с механическими.

    Без надежных преобразователей давления эксплуатация сетей тепло и водоснабжения невозможна.


    Преобразователь избыточного давления СДВ-И 1,6МПа

    Товар добавлен в корзину
    Коды Наименование Цена с НДС 
    код:062720 арт:085B1100 Комплект термометров КТПТР-01-1-100 мм (2 шт.) (Ед. компл.) по запросу В корзину

    Габариты:

    0,2 x 0,05 x  0,05 м. 0,5 кг.

    На этот товар возможны скидки! Звоните! 8 (495) 645-57-88 Расчет сроков и создание счета за 3 минуты. Полная документация товара доступна
    только зарегистрированным пользователям. Зарегистрироваться
    код:064981 арт:085B1600P Комплект термометров КТПТР-01-1-160 мм (2 шт.) (Ед. компл.) по запросу В корзину

    Габариты:

    0,16 x 0,02 x  0,02 м. 0,3 кг.

    На этот товар возможны скидки! Звоните! 8 (495) 645-57-88 Расчет сроков и создание счета за 3 минуты. Полная документация товара доступна
    только зарегистрированным пользователям. Зарегистрироваться
    код:027815 арт:085В8000 Комплект термометров КТПТР-01-1-80 (2 шт.) (Ед. компл.) 4 000,00 р. В корзину

    Габариты:

    0,37 x 0,21 x  0,06 м. 0,2 кг.

    На этот товар возможны скидки! Звоните! 8 (495) 645-57-88 Расчет сроков и создание счета за 3 минуты. Полная документация товара доступна
    только зарегистрированным пользователям. Зарегистрироваться
    код:344667 КТСП, комплект термопреобразователей НСХPt100 кл.B, L60 (2 шт.) + паспорт (Ед. компл.) 3 352,12 р. В корзину

    Габариты:

    0,2 x 0,04 x  0,04 м. 0,5 кг.

    На этот товар возможны скидки! Звоните! 8 (495) 645-57-88 Расчет сроков и создание счета за 3 минуты. Полная документация товара доступна
    только зарегистрированным пользователям. Зарегистрироваться
    код:339197 КТСП, комплект термопреобразователей НСХPt100 кл.B, L80 (2 шт.) + паспорт (Ед. компл.) 4 366,17 р. В корзину

    Габариты:

    0,2 x 0,04 x  0,04 м. 0,5 кг.

    На этот товар возможны скидки! Звоните! 8 (495) 645-57-88 Расчет сроков и создание счета за 3 минуты. Полная документация товара доступна
    только зарегистрированным пользователям. Зарегистрироваться
    код:354016 КТСП-Н, комплект термопреобразователей НСХPt100 кл.B, L120 (2 шт.) + паспорт (Ед. компл.) 3 960,20 р. В корзину

    Габариты:

    0,22 x 0,1 x  0,05 м. 0,5 кг.

    На этот товар возможны скидки! Звоните! 8 (495) 645-57-88 Расчет сроков и создание счета за 3 минуты. Полная документация товара доступна
    только зарегистрированным пользователям. Зарегистрироваться
    код:313247 Преобразователь избыточного давления ПДТВХ-1-02 4-20ма, 1,0МПа (Ед. шт.) 3 300,00 р. В корзину

    Габариты:

    0,1 x 0,1 x  0,1 м. 0,5 кг.

    На этот товар возможны скидки! Звоните! 8 (495) 645-57-88 Расчет сроков и создание счета за 3 минуты. Полная документация товара доступна
    только зарегистрированным пользователям. Зарегистрироваться
    код:319050 Преобразователь избыточного давления ПДТВХ-1-02 4-20ма, 1,6МПа (Ед. шт.) 5 560,11 р. В корзину

    Габариты:

    0,1 x 0,1 x  0,1 м. 0,5 кг.

    На этот товар возможны скидки! Звоните! 8 (495) 645-57-88 Расчет сроков и создание счета за 3 минуты. Полная документация товара доступна
    только зарегистрированным пользователям. Зарегистрироваться
    код:339204 Преобразователь избыточного давления СДВ-И 1,0МПа (Ед. шт.) 5 536,35 р. В корзину

    Габариты:

    0,2 x 0,2 x  0,2 м. 0,8 кг.

    На этот товар возможны скидки! Звоните! 8 (495) 645-57-88 Расчет сроков и создание счета за 3 минуты. Полная документация товара доступна
    только зарегистрированным пользователям. Зарегистрироваться
    код:339205 Преобразователь избыточного давления СДВ-И 1,6МПа (Ед. шт.) 5 536,35 р. В корзину

    Габариты:

    0,2 x 0,2 x  0,2 м. 0,8 кг.

    На этот товар возможны скидки! Звоните! 8 (495) 645-57-88 Расчет сроков и создание счета за 3 минуты. Полная документация товара доступна
    только зарегистрированным пользователям. Зарегистрироваться
    код:371441 ТСП, термопреобразователь НСХPt100 кл.B, L80 + паспорт (Ед. шт) 2 881,45 р. В корзину

    Габариты:

    0,09 x 0,05 x  0,04 м. 0,2 кг.

    На этот товар возможны скидки! Звоните! 8 (495) 645-57-88 Расчет сроков и создание счета за 3 минуты. Полная документация товара доступна
    только зарегистрированным пользователям. Зарегистрироваться
    код:310691 Бобышка прямая, 35(40) мм, М20х1,5 (Ед. шт.) 132,01 р. В корзину

    Габариты:

    0,1 x 0,1 x  0,1 м. 0,2 кг.

    На этот товар возможны скидки! Звоните! 8 (495) 645-57-88 Расчет сроков и создание счета за 3 минуты. Полная документация товара доступна
    только зарегистрированным пользователям. Зарегистрироваться
    код:310689 Гильза к термопреобразователю L 100мм, М20х1,5 (Ед. шт.) 720,04 р. В корзину

    Габариты:

    0,12 x 0,01 x  0,01 м. 0,3 кг.

    На этот товар возможны скидки! Звоните! 8 (495) 645-57-88 Расчет сроков и создание счета за 3 минуты. Полная документация товара доступна
    только зарегистрированным пользователям. Зарегистрироваться
    код:310690 Гильза к термопреобразователю L 160мм, М20х1,5 (Ед. шт.) 742,41 р. В корзину

    Габариты:

    0,18 x 0,01 x  0,01 м. 0,4 кг.

    На этот товар возможны скидки! Звоните! 8 (495) 645-57-88 Расчет сроков и создание счета за 3 минуты. Полная документация товара доступна
    только зарегистрированным пользователям. Зарегистрироваться
    код:310688 Гильза к термопреобразователю L 60мм, М20х1,5 (Ед. шт.) 540,03 р. В корзину

    Габариты:

    0,08 x 0,01 x  0,01 м. 0,2 кг.

    На этот товар возможны скидки! Звоните! 8 (495) 645-57-88 Расчет сроков и создание счета за 3 минуты. Полная документация товара доступна
    только зарегистрированным пользователям. Зарегистрироваться
    код:310682 КТСП-Н, комплект термопреобразователей НСХPt100 кл.B, L100 (2 шт.) + паспорт (без гильз и бобышек) исп.3 (Ед. компл.) 3 384,17 р. В корзину

    Габариты:

    0,2 x 0,1 x  0,05 м. 0,5 кг.

    На этот товар возможны скидки! Звоните! 8 (495) 645-57-88 Расчет сроков и создание счета за 3 минуты. Полная документация товара доступна
    только зарегистрированным пользователям. Зарегистрироваться
    код:310683 КТСП-Н, комплект термопреобразователей НСХPt100 кл.B, L160 (2 шт.) + паспорт (Ед. компл.) 3 960,20 р. В корзину

    Габариты:

    0,25 x 0,1 x  0,05 м. 0,8 кг.

    На этот товар возможны скидки! Звоните! 8 (495) 645-57-88 Расчет сроков и создание счета за 3 минуты. Полная документация товара доступна
    только зарегистрированным пользователям. Зарегистрироваться
    код:310686 ТСП, термопреобразователь НСХPt100 кл.B, L100 + паспорт (Ед. шт.) 1 701,09 р. В корзину

    Габариты:

    0,2 x 0,1 x  0,1 м. 0,5 кг.

    На этот товар возможны скидки! Звоните! 8 (495) 645-57-88 Расчет сроков и создание счета за 3 минуты. Полная документация товара доступна
    только зарегистрированным пользователям. Зарегистрироваться
    код:310685 ТСП, термопреобразователь НСХPt100 кл.B, L60 + паспорт (Ед. шт.) 3 500,00 р. В корзину

    Габариты:

    0,15 x 0,11 x  0,11 м. 0,5 кг.

    На этот товар возможны скидки! Звоните! 8 (495) 645-57-88 Расчет сроков и создание счета за 3 минуты. Полная документация товара доступна
    только зарегистрированным пользователям. Зарегистрироваться
    код:316175 Гильза к термопреобразователю L 80мм, М20х1,5 (Ед. шт.) 908,04 р. В корзину

    Габариты:

    0,1 x 0,01 x  0,01 м. 0,3 кг.

    На этот товар возможны скидки! Звоните! 8 (495) 645-57-88 Расчет сроков и создание счета за 3 минуты. Полная документация товара доступна
    только зарегистрированным пользователям. Зарегистрироваться
    код:349723 Гильза к термопреобразователю L 120мм, М20х1,5 (Ед. шт.) 720,04 р. В корзину

    Габариты:

    0,14 x 0,01 x  0,01 м. 0,31 кг.

    На этот товар возможны скидки! Звоните! 8 (495) 645-57-88 Расчет сроков и создание счета за 3 минуты. Полная документация товара доступна
    только зарегистрированным пользователям. Зарегистрироваться

    Данные обновлены 30.08.21    Рублевые цены расcчитаны по курсу ЦБ +5% 1€ = 91,3819 р. 1$ = 77,6859 р.

    Датчики абсолютного, манометрического и дифференциального давления | Руководство инженера-конструктора

    Как узнать, какой датчик давления использовать?

    Чтобы выбрать датчик давления, подходящий для применения, вам необходимо принять во внимание цель выполняемых вами измерений.

    Если на измерения не должны влиять местные изменения атмосферного давления, вам, скорее всего, понадобится датчик абсолютного давления. Когда приложение использует давление воздуха для определения высоты, например, в высотомере, необходим датчик абсолютного давления.Эти датчики также используются на метеостанциях для измерения изменений атмосферного давления.

    Иногда достаточно лишь небольшого давления или частичного вакуума. Это часто имеет место в медицинских приложениях, где частичный вакуум используется для удаления жидкости из ран. В таких ситуациях величина вакуума или давления должна создаваться по отношению к местному атмосферному давлению. Именно здесь датчик манометрического давления найдет дом.

    Датчики избыточного давления

    также используются в промышленности для определения уровня заполнения открытых резервуаров.Уровень жидкости можно рассчитать с помощью гидростатического метода, который основан на знании удельного веса жидкости.

    Если точное измерение давления имеет меньшее значение, и вам нужно только определить разницу давления между двумя точками в системе, необходим датчик перепада давления. Во многих системах, таких как HVAC, используются фильтры для очистки воздуха, проходящего через их каналы. Здесь вы можете использовать датчик перепада давления, чтобы определить, нуждается ли фильтр в замене.Датчик будет измерять давление воздуха до и после фильтра. Как только разность давлений превысит заранее установленный порог, пора заменить фильтр (см. Диаграмму ниже).

    Датчики абсолютного, избыточного и дифференциального давления измеряют давление по-разному?

    Чувствительный элемент датчика давления, часть, которая преобразует давление в электрическую величину, не зависит от типа датчика давления и метода его измерения.

    Условия окружающей среды, в которых будет использоваться датчик и измеряемая среда, будут влиять на то, какой чувствительный элемент следует использовать.Это будет учтено производителем датчика давления при разработке датчика. [MJ1]

    Например, когда вы исследуете датчики давления на уровне платы, вы, скорее всего, обнаружите, что существует единая таблица данных, охватывающая все три датчика. Абсолютные, манометрические и дифференциальные датчики используют один и тот же тип элемента и просто поставляются в упаковках, которые различаются количеством портов, предназначенных для присоединения шлангов и труб.

    Датчики абсолютного, избыточного и дифференциального давления подключены к моему контуру по-разному?

    Как и в случае с сенсорной технологией, описанной выше, метод измерения не определяет, как измерение давления передается в схему или систему.

    Датчики давления

    можно в общих чертах разделить на устройства уровня платы и устройства промышленного назначения.

    Датчики

    на уровне платы обычно предназначены для подключения к другим электронным схемам, обычно в сочетании с микроконтроллером, способным оценивать его выходной сигнал. Такие датчики варьируются от простых, требующих преобразования и усиления сигнала, до интеллектуальных, которые объединяют преобразование сигнала и передают измерение через цифровой выход.Большинство цифровых датчиков давления на выходе поддерживают I2C и SPI.

    Промышленные датчики давления предназначены для интеграции в системы промышленной автоматизации. В таких системах используется программируемый логический контроллер (ПЛК). Они предназначены для поддержки различных аналоговых и цифровых интерфейсов, поддерживаемых сегодня.

    На аналоговой стороне выходы варьируются от сигнала напряжения до токовых петель 4–20 мА. Систему необходимо запрограммировать, чтобы понять, как измеренное давление соотносится с напряжением или током, которые видит ПЛК.

    Что касается цифровых технологий, то доступен широкий спектр шинных сетей. К ним относятся CANopen, IO-Link, Fieldbus и PROFIBUS. С такими датчиками ПЛК получает данные измерения давления, заключенные в пакет данных.

    Для получения дополнительной информации об отдельных типах измерения давления и основных конструктивных особенностях каждого из них перейдите по ссылкам ниже:


    Хотите узнать больше о технологии датчиков давления? Ознакомьтесь с дальнейшими главами этого руководства ниже или, если у вас мало времени, вы можете загрузить его в формате PDF здесь.

    Датчики избыточного давления

    | Руководство инженера-проектировщика

    Что такое датчик избыточного давления?

    В некоторых приложениях точное создаваемое давление или вакуум не имеет решающего значения. Вместо этого вы просто хотите понять, насколько давление или вакуум отличается по сравнению с атмосферным давлением.


    Датчик избыточного давления измеряет давление относительно местного атмосферного давления

    Атмосферное давление меняется по всему земному шару в зависимости от нашей высоты и даже от изменений погоды.

    Рассмотрим, например, вакуумные насосы, используемые во время или после операции. Они используются для удаления телесных жидкостей, газов и даже тканей. Как правило, во избежание травм требуется лишь небольшой, точно контролируемый вакуум. Это необходимо установить в соответствии с местным атмосферным давлением. В больнице на уровне моря атмосферное давление будет выше, чем в больнице высоко в горах.

    Датчик избыточного давления измеряет давление на своем входе по отношению к местному атмосферному давлению.Это можно сравнить с использованием диапазона измерения постоянного тока мультиметра, когда на дисплее отображается напряжение на положительном датчике по отношению к отрицательному.

    Датчики избыточного давления обычно комплектуются портом, к которому может быть присоединена труба (как показано справа), а также вентиляционным отверстием, выходящим в атмосферу. Затем трубу можно подключить к системе, в которой должны производиться измерения.

    При размещении датчика в вашем приложении важно, чтобы вентиляционное отверстие было открыто в атмосферу.Для этого может потребоваться отверстие в печатной плате и даже в корпусе вашего продукта.

    Как работает датчик избыточного давления?


    Схема пьезорезистивного моста Уитстона с усилителем,
    с питанием от цепи постоянного тока

    Существует множество способов измерения давления в датчике манометра. В большинстве из них используется мембрана, снабженная электрическим компонентом, например резистором, величина которого изменяется при сгибании.

    В настоящее время используются микроэлектромеханические системы, широко известные как МЭМС. Маленькие и легкие структуры выгравированы на силиконе, который может изгибаться или вибрировать. Поскольку основной средой является кремний, дополнительные электронные схемы могут быть интегрированы вместе с элементом MEMS.

    Короткие электрические пути помогают обеспечить низкий уровень шума и высокую точность измерения, в то время как элемент МЭМС позволяет получить датчик, который лучше изолирован от изменений температуры.

    По всей вероятности, выбранный вами коммерческий датчик манометра будет пьезорезистивного типа.Такие датчики сконструированы как мост Уитстона (см. Схему ниже) и требуют некоторой аналоговой схемы для усиления сигнала для использования с микроконтроллером или другими системами.

    Это также может включать компенсацию температуры и калибровку. Для питания моста используется цепь постоянного тока.

    Как мне интегрировать датчик избыточного давления в мою схему?

    При таком большом количестве доступных датчиков избыточного давления может быть трудно понять, с чего начать.

    Если вы собираетесь связать датчик с микроконтроллером, вы можете обнаружить, что датчик на плате - лучший вариант. Датчики избыточного давления обычно имеют аналоговый выход, хотя некоторые поставщики предоставляют устройства с цифровыми интерфейсами.

    Датчики

    , монтируемые на плате, поставляются в различных упаковках, часто с короткой секцией коллекторного коллектора с зазубринами (см. Примеры ниже), позволяющими подсоединять датчик с помощью трубки к измеряемой системе.


    Линейка датчиков давления с коллекторными коллекторами

    Многие аналоговые датчики включают в себя усилитель, температурную компенсацию и поддержку для калибровки устройства (см. Изображение ниже).Это оставляет выходной сигнал в диапазоне 0–5 В постоянного тока, который подходит для подключения к аналого-цифровому преобразователю микроконтроллера.

    Следует обратить внимание на качество питания, так как многие датчики являются логометрическими. Это означает, что выходной сигнал изменяется в зависимости от входного питания датчика.


    Некоторые аналоговые датчики содержат значительное количество
    аналоговых схем вокруг чувствительного элемента

    При разработке прошивки для считывания предоставленного давления следует также учитывать время прогрева датчика.После первоначального включения может пройти несколько миллисекунд, прежде чем можно будет рассчитывать на выходной сигнал.

    Если датчик является частью контура управления, время отклика датчика также должно быть проверено. Время реакции датчиков избыточного давления часто определяется временем, которое требуется для изменения выходного сигнала с 10% до 90% для ступенчатого изменения давления.

    Датчики

    с цифровым выходом обычно поддерживают протокол I2C или SPI. Однако бывают исключения. Некоторые датчики используют однопроводной двунаправленный протокол связи ZACwire ™ (см. Схему ниже).Обычно это не свойственно микроконтроллерам, поэтому поддержка этого интерфейса во встроенном ПО потребует значительных усилий по программированию, а также большого времени обработки.

    Если вы разрабатываете приложение с низким энергопотреблением, вы, вероятно, захотите придерживаться протоколов, изначально поддерживаемых периферийными устройствами микроконтроллера.


    Некоторые производители предлагают однопроводной протокол ZACwire ™ для своих датчиков манометров, хотя для микроконтроллеров это редкость.

    Могу ли я использовать в своей конструкции промышленный датчик манометрического давления?

    Датчики уровня

    идеально подходят для интеграции на печатную плату, но обычно они ограничены в поддерживаемом температурном диапазоне.Вы также обнаружите, что они не подходят для мониторинга большинства жидкостей и химикатов.

    Промышленные манометрические датчики

    - идеальная альтернатива. Обычно они помещаются в прочный металлический корпус, что делает их пригодными для использования во влажных и агрессивных средах. Они также имеют винтовую резьбу, что позволяет с легкостью прикрепить их к резервуарам и трубам.

    Однако одной из проблем, с которыми вы можете столкнуться, является их сопряжение с вашей системой, особенно с микроконтроллером.

    Промышленные комплексы часто должны обеспечивать высокий уровень безопасности для защиты своих рабочих от высокого давления, агрессивных жидкостей и опасного оборудования в окружающей их среде.Таким образом, промышленные манометрические датчики имеют интерфейсы, которые гарантируют, что выполняемые ими измерения всегда будут надежными.

    Многие датчики типа «передатчик» кодируют свой выходной сигнал как аналоговый сигнал в виде тока от 4 до 20 мА. Это может быть двухпроводный интерфейс, который служит источником питания для датчика. Это необходимо воспроизвести в вашей схеме, как показано на схеме ниже.


    Пример схемы, показывающий, как может быть реализован датчик измерительного типа

    Некоторые промышленные датчики теперь стали цифровыми, используя такие протоколы, как Fieldbus, стандартизированные как IEC 61158, IO-Link, PROFIBUS и CANopen.Некоторые электрические интерфейсы и связанная с ними сигнализация совместимы с микроконтроллерами, например CANopen. Все, что требуется, - это соответствующий программный стек. Другие, такие как IO-Link и PROFIBUS, могут потребовать специализированных микроконтроллеров или внешних схем для реализации интерфейса.

    В каких приложениях используются датчики избыточного давления?

    Если вы собираетесь провести измерение давления относительно местного атмосферного давления, вам понадобится датчик манометрического давления.Например, уровень жидкости в открытом резервуаре будет изменяться при изменении атмосферного давления. Датчик избыточного давления позволяет это измерить и компенсирует эти изменения атмосферного давления.

    В медицинских приложениях также регулярно используются датчики манометрического давления для извлечения жидкости из ран, в барокамерах и измерения артериального давления ex-vivo. В таких ситуациях создаваемое давление или вакуум часто невелико и требует точного контроля, чтобы не причинить вред пациенту.

    Если вы хотите узнать больше о других типах измерения давления, нажмите на следующие ссылки:

    Ищете дополнительную информацию о технологии датчиков давления? Ознакомьтесь с дальнейшими главами этого руководства ниже или, если у вас мало времени, вы можете загрузить его в формате PDF здесь.

    Как работают датчики давления? - Omega Engineering

    Датчик давления - это устройство, которое измеряет давление жидкости, показывая силу, которую жидкость оказывает на поверхности, контактирующие с ней.Датчики давления используются во многих приложениях для управления и мониторинга, таких как расход, скорость воздуха, уровень, насосные системы или высота над уровнем моря.

    Для расчета давления датчик давления содержит коллектор силы, такой как гибкая диафрагма, которая деформируется при повышении давления, и преобразовательный элемент, который преобразует эту деформацию в электрический сигнал. Форма и методы преобразования оптимизированы в соответствии с требованиями измеряемого процесса.

    Как работает датчик давления ?: Комплектующие

    Наиболее распространенные конструкции преобразователей давления включают в себя коллектор силы, такой как гибкая диафрагма, и преобразовательный элемент, который использует зависимый резистивный, емкостной или индуктивный метод для генерации электрического сигнала.Тип используемого электрического устройства будет определять компоненты, используемые для создания датчика давления.

    Что измеряет датчик давления?

    Датчик давления измеряет давление. В нем используется датчик, способный преобразовывать действующее на него давление в электрические сигналы. Эти электрические сигналы затем передаются на контроллеры или ПЛК, где они затем обрабатываются и записываются.

    Датчики давления используют тензодатчики для измерения силы, действующей на них. Тензодатчики деформируются, что приводит к изменению создаваемого им напряжения.Измерение давления основано на степени изменения напряжения.

    Существуют также усовершенствованные версии датчиков давления, в которых вместо тензодатчиков используются емкостные или пьезоэлектрические датчики. Они выбираются в зависимости от диапазона, рабочей среды и точности, требуемой от датчика давления.

    Как работает преобразователь статического давления?

    Датчики статического давления измеряют давление жидкости, когда она находится в состоянии покоя. Датчики статического давления - наиболее часто используемые устройства для контроля давления.

    Когда жидкость оказывает давление на датчики давления, тензодатчик (или датчик) внутри него деформируется. Эта деформация приводит к колебаниям напряжения. Величина вариации соответствует интенсивности давления. Как только давление спадает, тензодатчик возвращается к своей первоначальной форме.

    Пьезоэлектрические преобразователи давления являются примером нестатических или динамических преобразователей давления. Они не могут измерять статическое давление, вместо этого они измеряют колебания давления в режиме реального времени.

    Пьезорезистивный тензодатчик Датчик давления

    В типичном пьезорезистивном преобразователе давления с тензодатчиками используются тензодатчики, прикрепленные к гибкой диафрагме, так что любое изменение давления вызывает небольшую деформацию или деформацию материала диафрагмы. Деформация изменяет сопротивление тензодатчиков, обычно расположенных в виде моста Уитстона, обеспечивая удобное преобразование измерения давления в полезный электрический сигнал.

    Емкостной датчик давления

    Преобразователь давления с переменной емкостью имеет емкостную пластину (диафрагму) и другую емкостную пластину (электрод), прикрепленную к негерметичной поверхности с зазором на определенном расстоянии между диафрагмой и электродом.Изменение давления приведет к увеличению или уменьшению зазора между двумя пластинами, который изменяет емкость. Это изменение емкости затем преобразуется в полезный сигнал.

    Измерение давления: типы давления

    Есть три заданных эталона давления для измерения давления. Хотя существуют и другие типы, такие как вакуумметры или герметичные манометры, все они могут быть разделены на эти три категории. С датчиками давления диафрагменного типа проще всего понять эталонное давление как давление, которое действует на другую сторону диафрагмы от измеряемого процесса.

    Абсолютное давление

    Измеряет давление относительно идеального вакуума, используя абсолютный ноль в качестве точки отсчета. Примером может служить датчик атмосферного давления. К ним также относится герметичный манометр, где сигнал был смещен, чтобы соответствовать манометрическому давлению во время строительства.

    Манометрическое давление

    Измеряет давление относительно атмосферного. Примером этого является датчик давления в шинах. Также включает в себя датчики вакуума, чьи сигналы меняются местами, чтобы они давали положительный сигнал, когда измеренное давление ниже атмосферного.

    Дифференциальное давление

    Измеряет разницу между двумя значениями давления с каждой стороны датчика. Примером может служить датчик давления жидкости, в котором измеряются уровни жидкости над и под жидкостью.

    Типы выходов сигналов давления

    При подключении к электрическому источнику и источнику давления датчик давления будет вырабатывать электрический выходной сигнал, пропорциональный давлению. Это может быть напряжение, ток или частота.Доступны четыре различных выходных параметра. Ниже приводится сводка результатов и когда их лучше всего использовать.

    Цифровой датчик давления:

    Цифровой сигнал обеспечивает большую универсальность, чем аналоговые сигналы, часто их называют интеллектуальными устройствами, поскольку они обеспечивают большую функциональность, чем другие типы датчиков.

    Интеллектуальные датчики часто могут описывать свое местоположение, информацию о калибровке, данные журнала, обнаруживать необычные события или активировать сигналы тревоги. При выборе цифрового выхода, поскольку доступно множество протоколов связи, важно выбрать протокол, совместимый с используемой вами системой.В зависимости от протокола расстояние передачи может превышать милю.

    Наилучшее использование: Большие расстояния передачи, интеллектуальное распознавание.

    Милливольтный выход Датчик давления (логометрический):

    Фактический выходной сигнал прямо пропорционален входной мощности или возбуждению датчика давления. Если возбуждение колеблется, выходной сигнал также изменится. Из-за его зависимости от уровня возбуждения, регулируемые источники питания рекомендуется использовать с преобразователями милливольт.

    Датчик не должен находиться в среде с электрическими помехами из-за слишком низкого выходного сигнала. Однако эти устройства могут легко работать в более суровых условиях, чем другие типы выходов, из-за отсутствия на выходе ступени преобразования сигнала и его компактной конструкции.

    Наилучшее использование: Если расстояние между датчиком и считывающим прибором небольшое, электрические помехи минимальны или требуется более прочный датчик давления, способный выдерживать суровые условия окружающей среды.

    Напряжение Преобразователь давления:

    В этом типе датчика давления выходной сигнал обычно 0-5 или 0-10 В постоянного тока и обеспечивает более высокий выходной сигнал, чем преобразователь милливольт, из-за состояния его интегрального сигнала.

    Хотя это и зависит от модели, выходной сигнал преобразователя обычно не является прямой функцией возбуждения. Это означает, что нерегулируемых источников питания часто бывает достаточно, если они находятся в пределах указанного диапазона мощности. Они имеют выходной сигнал более высокого уровня и поэтому не так чувствительны к электрическим помехам, как милливольтные преобразователи.

    Наилучшее использование: Промышленная среда, в которой могут присутствовать электрические помехи.

    мА Выход Преобразователь давления:

    мА - это наиболее часто используемый выход. Сигнал может варьироваться от 0 до 4 мА до 20 мА и разработан как двухпроводная установка, в которой линии электропитания подают напряжение на преобразователь, а преобразователь регулирует ток в цепи для генерации сигнала.

    Эта конфигурация делает сигнал более невосприимчивым к электрическим помехам и позволяет использовать длинные кабели, превышающие 1000 футов.

    Наилучшее использование: Среды с высокими электрическими помехами или там, где необходимы большие расстояния передачи.

    Техническое обучение Техническое обучение Датчик давления

    | Как это работает

    Что такое датчик давления? Какие существуют типы датчиков давления и датчиков давления и как они работают при измерении давления?

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

    Преобразователи давления

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

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

    Что такое датчик давления?

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

    Давление определяется как величина силы (оказываемой жидкостью или газом), приложенной к единице «площади» (P = F / A), и общепринятыми единицами измерения давления являются Паскаль (Па), Бар (бар), Н / мм2 или psi (фунтов на квадратный дюйм). В датчиках давления часто используется пьезорезистивная технология, поскольку пьезорезистивный элемент изменяет свое электрическое сопротивление пропорционально испытываемой деформации (давлению).

    Как работает датчик давления?

    Чтобы понять, как работает промышленный датчик давления и как измерять давление, во-первых, необходимо понять физику и материаловедение, лежащие в основе принципа работы датчика давления и пьезорезистивного эффекта , который измеряется тензодатчиком (иногда называемый тензодатчиком ).Тензорезистор из металлической фольги - это датчик, электрическое сопротивление которого зависит от приложенного давления. Другими словами, он преобразует силу, давление, растяжение, сжатие, крутящий момент и вес (также известные как датчики веса) в изменение электрического сопротивления, которое затем можно измерить.

    Тензодатчики - это электрические проводники, плотно прикрепленные к пленке зигзагообразно. Когда эту пленку натягивают, она вместе с проводниками растягивается и удлиняется. Когда его толкают, он сокращается и становится короче.Это изменение формы вызывает изменение сопротивления в электрических проводниках. Деформация, приложенная к датчику давления, может быть определена на основе этого принципа, поскольку сопротивление тензодатчика увеличивается с приложенной деформацией и уменьшается с уменьшением.

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

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

    Конструктивно датчик тензометрического датчика давления состоит из металлического корпуса (также называемого изгибом), к которому прикреплены тензодатчики из металлической фольги .Корпус этих датчиков давления обычно изготавливается из алюминия или нержавеющей стали, что придает датчику две важные характеристики: (1) обеспечивает прочность, чтобы выдерживать высокие давления, и (2) обладает эластичностью, позволяющей минимально деформироваться и возвращаться к своей исходной форме, когда давление снимается.

    Датчик давления преобразует давление в электрический сигнал. В промышленных датчиках давления FUTEK используется пьезорезистивный эффект, который заключается в тензодатчиках из металлической фольги, установленных на диафрагме.При изменении давления диафрагма меняет форму, вызывая изменение сопротивления в тензодатчиках, что позволяет измерять изменения давления электрически. Наши датчики давления, естественно, вырабатывают электрический сигнал в милливольтах, который изменяется пропорционально давлению и напряжению возбуждения датчика (мВ / В - милливольт на вольт). Однако мы предлагаем датчики давления с внутренними аналоговыми усилителями. Датчики давления со встроенными усилителями генерируют сигналы либо с переменным напряжением, т.е.е. ± 10 В или переменный ток (т. Е. Выход датчика давления 4-20 мА). Однако, если вашему приложению требуется усилитель с цифровым датчиком давления или USB-датчиком давления, обратитесь к нашим приборам датчиков давления и странице магазина усилителей.

    Тензодатчики расположены в так называемой схеме усилителя на мосту Уитстона (см. Анимированную схему ниже). Это означает, что четыре тензодатчика соединены между собой как контурная цепь, и измерительная сетка измеряемого давления выровнена соответствующим образом.

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

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

    Рис. 2: Цепь датчика измерения давления.

    Посетите наш магазин датчиков давления. Поговорите с инженером сегодня!

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

    Датчики давления можно классифицировать по типу измеряемого ими давления, а также по технологии измерения давления, с которой работает датчик.В связи с этим существует три метода измерения давления: дифференциальное, абсолютное и манометрическое.

    Преобразователь перепада давления : Дифференциальное давление - это измерение разницы давлений между двумя значениями давления или двумя точками давления в системе , таким образом, измеряется то, насколько эти две точки отличаются друг от друга, а не их величина относительно атмосферного давления. или другому эталонному давлению, например абсолютному вакууму. Это отличается от датчика статического или абсолютного давления, который будет измерять давление, используя только один порт, и обычно датчики дифференциального давления комплектуются двумя портами, к которым могут быть присоединены трубы и подключены к системе в двух различных точках давления, откуда может возникнуть перепад давления. быть измеренным и рассчитанным.

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

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

    Датчик абсолютного или вакуумного давления : Этот датчик измеряет абсолютное давление , , которое определяется как давление, измеренное относительно абсолютного герметичного вакуума .Датчики абсолютного давления используются в приложениях, где требуется постоянное задание . Эти приложения требуют привязки к фиксированному давлению, поскольку их нельзя просто привязать к окружающему давлению окружающей среды. Например, этот метод используется в высокопроизводительных промышленных приложениях, таких как мониторинг вакуумных насосов, измерение давления жидкости, промышленная упаковка, управление производственными процессами, а также аэрокосмический и авиационный контроль. Когда дело доходит до измерения давления воздуха, особенно для таких приложений, как барометрические измерения погоды или высотомеры, предпочтительным устройством является датчик абсолютного давления.

    Посетите наш магазин датчиков давления. Обратитесь к нашему специалисту по применению сегодня!

    Манометрическое или относительное давление Преобразователь : Манометрическое давление - это просто особый случай перепада давления с давлением , измеряемым дифференциально, но всегда относительно местного давления окружающей среды . В этом же отношении абсолютное давление также можно рассматривать как дифференциальное давление, когда измеренное давление сравнивается с абсолютным вакуумом.Изменения атмосферного давления из-за погодных условий или высоты непосредственно влияют на выходной сигнал датчика избыточного давления. Манометрическое давление выше, чем давление окружающей среды, называется положительным давлением. Если измеренное давление ниже атмосферного, оно называется отрицательным или вакуумметрическим давлением.

    Рис. 4: Измерение давления с помощью датчика давления в водяной насосной системе

    Типы технологий измерения давления или принципы работы

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

    Резистивный или пьезорезистивный эффект: Резистивные датчики измерения давления используют изменение электрического сопротивления тензодатчика, прикрепленного к диафрагме (также известной как элемент изгиба), которая подвергается воздействию среды под давлением.

    Тензодатчики часто состоят из металлического резистивного элемента на гибкой основе, прикрепленной к диафрагме (т.е.е. тензорезистор из металлической фольги) или нанесенный непосредственно с использованием тонкопленочных технологий.

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

    Видео на YouTube: Миниатюрный датчик давления (PFT510) | Датчик давления с мембраной, устанавливаемой заподлицо.

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

    Емкостный: Емкостные датчики давления используют диафрагму, которая отклоняется под действием приложенного давления, чтобы создать переменный конденсатор для определения деформации из-за приложенного давления. При приложении давления внешнее давление сжимает диафрагму, и значение емкости уменьшается. Когда давление сбрасывается, диафрагма возвращается к своей первоначальной форме, и за ней следует емкость. В обычных технологиях используются металлические, керамические и кремниевые диафрагмы.Емкость можно откалибровать для получения точных показаний давления.

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

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

    Каковы основные области применения датчиков давления?

    На странице приложений датчиков давления

    FUTEK представлено несколько промышленных приложений датчиков давления. Одно из распространенных приложений - измерение давления в гидравлической системе крана.

    Стандарты измерения давления

    Давление обычно измеряется в единицах силы на единицу площади поверхности (P = F / A). В физической науке символ давления - p, а единица измерения давления в системе СИ - паскаль (символ: Па). Один паскаль - это сила в один Ньютон на квадратный метр, действующая перпендикулярно поверхности. Другими обычно используемыми единицами измерения давления для определения уровня давления являются фунты на квадратный дюйм (фунты на квадратный дюйм) и бар. Использование единиц давления имеет региональные и прикладные предпочтения: фунты на квадратный дюйм обычно используются в Соединенных Штатах, а бар - предпочтительная единица измерения в Европе.

    Паскаль Бар Стандартная атмосфера Фунтов на квадратный дюйм
    (Па) (бар) (атм) (фунт / дюйм2 или фунт-сила / дюйм 2 )
    1 Па 1 10 −5 бар 9,8692 × 10 −6 атм 1,45 х 10 −4
    1 бар 100 000 1 0.98692 14,5038
    1 атм 1013,25 1.01325 1 14,6959
    1 фунт / кв. Дюйм или фунт-сила / дюйм 2 6 894,76 0,06894 0,06804 1

    Почему так важна калибровка датчика давления?

    Калибровка датчика давления - это регулировка или набор корректировок, которые выполняются на датчике , или инструменте (усилителе), чтобы убедиться, что датчик работает как точно или безошибочно, насколько это возможно.

    Каждый датчик подвержен ошибкам измерения . Эти структурные погрешности представляют собой просто алгебраическую разницу между значением, которое отображается на выходе датчика , и фактическим значением измеряемой переменной или известными эталонными давлениями. Ошибки измерения могут быть вызваны многими факторами:

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

    Линейность (или нелинейность): Некоторые датчики имеют полностью линейную характеристическую кривую, что означает, что выходная чувствительность (крутизна) изменяется с разной скоростью во всем диапазоне измерения. Некоторые датчики достаточно линейны в желаемом диапазоне и не отклоняются от прямой (теоретически), но некоторые датчики требуют более сложных вычислений для линеаризации выходного сигнала.Таким образом, нелинейность датчика давления - это максимальное отклонение фактической калибровочной кривой от идеальной прямой линии, проведенной между выходами без давления и номинальным давлением, выраженное в процентах от номинального выхода.

    Гистерезис: Максимальная разница между показаниями на выходе датчика для одного и того же приложенного давления; одно показание получается путем увеличения давления от нуля, а другое - за счет уменьшения давления от номинального выхода. Обычно он измеряется при половине номинальной мощности и выражается в процентах от номинальной мощности.Чтобы свести к минимуму ползучесть, измерения следует проводить как можно быстрее.

    Повторяемость (или неповторяемость): Максимальная разница между показаниями на выходе датчика для повторяющихся входов при одинаковом давлении и условиях окружающей среды. Это означает способность датчика поддерживать постоянный выходной сигнал при многократном приложении одинакового давления.

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

    Рис. 5: Калибровочная кривая датчика давления.

    Каждый датчик давления имеет «характеристическую кривую» или «калибровочную кривую», которая определяет реакцию датчика на входной сигнал. Во время регулярной калибровки с использованием калибровочной машины датчика мы проверяем смещение нуля датчика и линейность, сравнивая выходной сигнал датчика с эталонными весами и регулируя реакцию датчика на идеальный линейный выходной сигнал. Оборудование для калибровки датчика давления также проверяет гистерезис, повторяемость и температурный сдвиг, когда заказчики запрашивают его для некоторых критических приложений измерения давления.

    Для получения дополнительной информации о калибровке, пожалуйста, обратитесь к нашей странице часто задаваемых вопросов о калибровке сенсора.

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

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

    Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше!

    Как часто следует калибровать датчик давления?

    Поскольку датчик тензометрического датчика давления подвержен постоянному использованию, старению, дрейфу выходного сигнала, перегрузкам и неправильному обращению, FUTEK настоятельно рекомендует ежегодно проводить повторную калибровку.Частая повторная калибровка помогает подтвердить, сохраняла ли датчик свою точность с течением времени, и предоставляет сертификат калибровки весоизмерительного датчика, подтверждающий, что датчик по-прежнему соответствует спецификациям.

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

    Понимание разницы между абсолютным, избыточным и дифференциальным давлением

    Чтобы выбрать правильный датчик давления для конкретного применения, помимо диапазона давления, в первую очередь необходимо рассмотреть тип измерения давления. Датчики давления измеряют определенное давление по сравнению с эталонным давлением и могут быть разделены на устройства абсолютного, манометрического и дифференциального давления. Эти термины будут объяснены на основе пьезорезистивных датчиков давления First Sensor.


    Рисунок 1: Сравнение абсолютного, избыточного и дифференциального давления

    Абсолютное давление

    Абсолютное давление - это вакуум в свободном пространстве (нулевое давление). На практике абсолютные пьезорезистивные датчики давления измеряют давление относительно эталона высокого вакуума, герметизированного за чувствительной диафрагмой. Вакуум должен быть незначительным по сравнению с измеряемым давлением. Датчики абсолютного давления First Sensor предлагают диапазоны от 1 бара или даже 700 мбар, а также диапазоны барометрического давления.

    Рисунок 2: Принцип датчика абсолютного давления (пьезорезистивная технология)

    Примеры

    • Датчики абсолютного давления используются для измерения барометров или высотомеров атмосферного давления. Для этих применений предлагаются специальные диапазоны барометрического давления, например от 600 ... 1100 мбар или 800 ... 1100 мбар. (примеры продуктов: HCA-Baro, HDI)
    • Кроме того, датчики абсолютного давления гарантируют, что в вакуумных упаковочных машинах применяется фиксированное вакуумное давление для герметизации и сохранения пищевых продуктов независимо от местного ежедневного давления воздуха.(примеры продуктов: HCE, SSI)

    Манометрическое давление

    Избыточное давление измеряется относительно атмосферного давления окружающей среды. Среднее атмосферное давление на уровне моря составляет 1013,25 мбар. Изменения атмосферного давления из-за погодных условий или высоты непосредственно влияют на выходной сигнал датчика избыточного давления. Избыточное давление выше, чем давление окружающей среды, называется положительным давлением. Если измеренное давление ниже атмосферного, оно называется отрицательным или вакуумметрическим давлением.В общем, вакуум - это объем пространства, в котором практически нет материи. По своему качеству вакуум делится на разные диапазоны, например, низкий, высокий и сверхвысокий вакуум.


    Датчики избыточного давления имеют только один порт давления. Давление окружающего воздуха направляется через вентиляционное отверстие или вентиляционную трубку к задней стороне чувствительного элемента и, таким образом, компенсируется.

    Рисунок 3: Принцип действия датчика избыточного давления (пьезорезистивная технология)

    Примеры

    • Типичным примером измерения избыточного давления является контроль давления в шинах.Здесь правильное положительное давление выше давления окружающей среды определяет оптимальные характеристики шины. (примеры продуктов: HCE, SSI)
    • Во время гидростатического измерения уровня жидкости в вентилируемых резервуарах или открытых контейнерах необходимо компенсировать изменения атмосферного давления, чтобы избежать ложных показаний уровня. Могут использоваться как погружные датчики уровня с вентиляционной трубкой, так и установленные снаружи резьбовые датчики давления с вентиляционным отверстием. (примеры продукции: CTE9000, KTE8000CS)
    • В устройствах для отсасывания в медицинской технике применяется отрицательное избыточное давление (вакуум) для удаления секрета или слизи при лечении ран, хирургии или неотложной помощи.(примеры продукции: HCE, HDI)

    Перепад давления

    Дифференциальное давление - это разница между любыми двумя рабочими давлениями p1 и p2. Следовательно, датчики дифференциального давления должны иметь два отдельных порта давления с трубными или резьбовыми соединениями. Датчики давления с усилением First Sensor могут измерять положительную и отрицательную разность давлений, то есть p1> p2 и p1 p2), например. от 0 ... 1 бар или 0 ... 2,5 мбар, и более высокое давление должно быть приложено к порту давления, определенному как "высокое давление".

    Рисунок 4: Принцип датчика перепада давления (пьезорезистивная технология)

    Примеры

    • Используются датчики перепада давления e.грамм. в медицинских устройствах для определения дыхательного потока или в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для управления потоком воздуха. Внутреннее ограничение канала потока, такое как элемент ламинарного потока или диафрагма, создает минимальный перепад давления в потоке газа, который является мерой объемного расхода. Датчики перепада давления измеряют это падение давления на элементе (примеры изделий: HCLA).
    • Тот же принцип используется при мониторинге фильтра. Когда фильтр начинает засоряться, сопротивление потоку и, следовательно, падение давления на фильтре увеличивается.Датчики перепада давления контролируют это падение давления и активируют сигнал тревоги при достижении критических значений (примеры продуктов: BTEL5000, HCE).

    В чем разница между манометром, реле давления и датчиками давления?

    В чем разница между манометром, реле давления и датчиками давления?

    Измерение давления в системе - одна из наиболее важных переменных, которые необходимо измерять и контролировать в насосной системе.Он предоставляет информацию о давлении в системе и работе насоса или системы и может использоваться для эффективного и надежного управления системой.

    Самый простой способ измерения давления - манометр. Манометр - это устройство, показывающее давление, которое обеспечивает локальное считывание давления для контроля работы или состояния процесса путем локального указания количества давления. Существует много типов манометров, но наиболее распространенным является аналоговый индикатор с трубкой Бурдона.

    Реле давления следующее в списке.

    Он может иметь цифровой дисплей, но дисплей не является основной задачей переключателя.

    Реле давления - это устройство, которое после отклонения физического давления размыкает или замыкает набор контактов. Настройка давления обычно может быть отрегулирована и используется для открытия или закрытия клапана, а также для включения или выключения насоса в зависимости от физического давления.

    Датчик или преобразователь давления - это электронное устройство, используемое в сочетании с датчиком давления и формирователем сигнала напряжение-ток для генерации выходного сигнала, пропорционального давлению, которое он считывает, например, 4–20 мА или 1–5 вольт (или другой тип) выходной сигнал.Этот пропорциональный сигнал давления может подаваться в распределенную систему управления или другой элемент управления для непрерывного управления работой насосной системы.

    Типичное применение для управления с помощью датчика давления и системы управления - это модуляция регулирующего клапана или модуляция скорости насоса с помощью привода с регулируемой скоростью для поддержания заданного значения давления в системе.

    Манометры, переключатели и преобразователи могут считывать, показывать и / или управлять на основе положительного, отрицательного (вакуум) или дифференциального давления.

    Таблица 1. Относительные возможности датчиков давления

    Таблицы 1 и 2 содержат сводку возможностей и относительной стоимости каждого типа устройства, а также рекомендации по выбору и измерению.

    Таблица 2. Важные соображения по выбору и измерению

    Для получения дополнительной информации о контрольно-измерительных приборах и измерениях переменных насосной системы см. Профессиональное учебное пособие HI по оценке насосных систем на сайте www.pumps.org/psap.

    См. Другие часто задаваемые вопросы по насосам HI здесь.

    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. Датчики давления, с другой стороны, напрямую не обеспечивают 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 для 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 происходят с проводкой, подразумевает, 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 производить 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, так как выходная мощность во всем диапазоне 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

    Датчики 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 ​​ключевая 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 разницы 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, значение которого находится 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 они разработаны с эталонным вакуумом, заключенным внутри самого датчика.Эти датчики также могут измерять атмосферное давление. Аналогичным образом 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, поскольку 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 анероидного барометра

    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 изменять 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, которая 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, обеспечивая, таким образом, точное считывание давления в вакууме.

    Датчики давления закрытые

    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, полученного от источника. 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 в измерениях 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 ряде рынков, включая медицину, общепромышленность, автомобилестроение, климат-контроль и энергетику. 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 спирометрических устройствах, которые измеряют емкость легких пациентов.
    • Автоматизированные системы доставки лекарств, которые вводят лекарство пациенту в виде жидкости для внутривенного вливания, используют датчики давления для доставки нужной дозы 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 того, как уровень жидкости в резервуаре уменьшается, 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 наилучшим образом 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:
    1. https://www.avnet.com/
    2. https://www.variohm.com/news-media/technical-blog-archive/working-principle-of-a-pressure-sensor
    3. https://www.hbm.com/
    4. https://www.te.com/usa-en/products/sensors/pressure-sensors/pressure-transducers/pressure-sensor-vs-transducer-vs-transmitter.HTML
    5. https://allsensors.com/applications/medical-pressure-sensor-applications
    6. https://meritsensor.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *