Пьезорезистивный датчик давления принцип работы: Пьезорезистивные датчики. Принцип работы и конструктивные особенности

Принципы измерения, применяемые в датчиках давления

ЭП

О нас

Новости

Лицензии и сертификаты

Карьера

Политика качества

Политика обработки персональных данных

Отзывы о компании

Инжиниринг

Автоматизация технологических процессов

Строительно-монтажные и пусконаладочные работы

Разработка нетипового оборудования

Проектирование объектов капитального строительства

Производство

Системы измерения влажности

Системы измерения концентрации газов

Комплекс АХК ВХР

Установки сушки и разогрева промковшей

Технологические блок-боксы

Щиты и шкафы НКУ

Портативные системы измерения влажности

Производство УПП

Стенды датчиков КИПиА

Поставка КИПиА

Наши проекты

Информация

Статьи

Техническая поддержка

Новости

Контакты

+7 (351) 267-47-10

Главная страница

/

Техническая поддержка

/

Измерение давления

/

Принципы измерения, применяемые в датчиках давления

Пьезорезистивные технологии на верном пути

Пьезорезистивные технологии на верном пути.

Автор Ханс В. Келлер, 03/2000

Будущее: У преобразователя давления, который будет доминировать на индустриальном рынке, будет кремниевый чип с интегрированной электроникой, произведенной с  использованием технологии IC (Integrated circuit -Интегральная схема, а сам он будет встроен в заполненный маслом корпус с заизолированной диафрагмой.

История

40 лет назад Автор издал свою первую работу в индустрии измерения давления, в то время стоимость типичного преобразователя давления была в диапазоне от 350$ к 600$. Преобладающей технологией, с помощью которой производились измерения давления тогда были тензометрические датчики (тензодатчики; тензиометры) от Белла (BELL) и Хауэлла (Howell) а также  тензодатчики от Хоттингера (Hottinger) и Болдуина (Baldwin). Компания Schaevitz также разработала технологию LVDT (англ. low-voltage differential signaling-низковольтная дифференциальная передача сигналов), емкостное сопротивление, потенциометр и электромагнитное сопротивление, на основе принципа отклоняющейся диафрагмы. Кроме того были десятки других систем измерения, также были представлены на рынке, но имели лишь небольшую долю.

Эти технологии в большинстве случаев были или слишком дороги или не обладали необходимой стабильностью.

В начале 60-ых «Statham» произвёл первые тонкоплёночные датчики с хорошей стабильностью и они сразу появились на рынке по приблизительно той же самой цене, как и уже существующие тензометрические датчики. Это и было началом прорыва для развития технологии этого типа. К большому снижению цен для массового рынка это, к сожалению, не привело.

Спрос на недорогие, устойчивые датчики, однако, не мог быть проигнорирован. В их исследовании и разработке также шло бурное развитие. Большинство было основано на пьезорезистивном эффекте, открытом и изданном «Pfann и Thursten». «Фактор Меры» (изменение сопротивления с изменением длины) для металлических проводов составляет ~ 2 и главным образом вызван расширением и «прореживанием» провода под напряжением с добавлением незначительного пьезорезистивного  эффекта (изменение удельного сопротивления с напряжением).

Однако, пьезорезистивный эффект в легированных резисторах полупроводника может быть до 50 раз больше, давая Факторы Меры ~100.

Было сделано множество улучшений по технологическому процессу преобразования хрупких материалов полупроводника в тонкие усики (и получения полупроводникового тензометрического датчика) и их связи с ходовой частью, такой как диафрагма или гибкая перекладина. Ряд компаний, которые справились с этой трудной проблемой, такие как Data Instruments, Sensometrics and Microgauge, все еще предлагают эту технологию сегодня.

Исследователи стали полны энтузиазма, когда, в 1964 первый планарный транзистор появился на рынке– это было начало технологий интегральных схем (IC), и целые резистивные мосты теперь могли поместиться в небольшую кремниевую схему. Было много попыток в это время, присоединить эти маленькие плоские платы на металлическую диафрагму или подобный материал. Такие известные компании, такие как Philips «высовывали шею и терпели провал за провалом». Эти неудачи создали перед развитием пьезорезистивной технологией непреодолимые препятствия, а также усилили и общее убеждение в том, что только тонкопленочные датчики могут быть действительно устойчивыми. Эта тенденция порой наблюдается и в наши дни…

Honeywell впервые предложил идею использовать кремниевый чип с диффузионными резисторами в качестве диафрагмы давления. Теперь крошечная хрупкая диафрагма должна быть связана с носителем, сделанного из стали или стекла.

Проблема связующих материалов, так сильно отличающихся, как кремний и сталь, была частично преодолена, потому что элементы датчика находились только косвенно под влиянием усилий корпуса, и большинство этих усилий могло быть устранено пространственным расположением резисторов на диафрагме. Тони Керц покинул Honeywell на этом этапе технологии и отдельно основал компанию Kulite. Драг, в Англии также основал их компанию на этой технологии.

Большой прорыв в области исследований пьезорезистивных технологий был сделан в связи с изобретением воспроизводимых, интегрированных, однородных измерительных ячеек кремния, на которые Honeywell обладает авторским правом и имеет оригинальный патент. Было сразу предсказано, что эти датчики давления могут производиться дешевле и в больших количествах. «Art Zias» перенял эту технологию Honeywell для компании National Semiconductor, которая ожидала, что эта технология выведет компанию на дорогу большого бизнеса. Первое крупное производство для этих измерительных ячеек, однако, было запущено компанией Delco для MAP датчиков (Manifold Pressure-измерение давления в коллекторе). В 1966 году американским Конгрессом был принят документ об экологическом мониторинге за автотранспортом (англ. Clean Air Bill), который ограничил максимальный разрешённый объём сброса загрязняющих веществ автомобилей. Специалисты с автомобильной промышленности потребовали отсрочки, потому что технологии, и прежде всего экономическими выгодные датчики всё еще не были доступны.

В начале 70-х годов, первые автомобили появились на рынке с электронными системами управления и датчиками из кремния, выполненные на основе MAP-технологии (MAP-Sensor), нормы эксплуатации которых соответствовали вышеупомянутому документу Clean Air Bill.

Кремниевые датчики были встроены в автомобили либо без защиты, либо с защитой из силиконовой пленки. Такой способ защиты оказался не достаточен для применения их в промышленности и для измерений уровней веществ. Компания National Semiconductor оказалась в нерешительном состоянии в вопросе о том, как продукт должен быть доведен до промышленного рынка. Например, покрытие Parylene стало позиционироваться как отличный водонепроницаемый слой всего после 6 месяцев его успешного использования! Руководство по использованию преобразователей уровня от National Semiconductor было написано примерно следующее — “ Вы берете резиновую перчатку, заполняете её кремнием/силиконом или оливковым маслом, приделываете к перчатке кабель с датчиком и электронную схему, связываете всё это воедино и опускаете в соус». В реальности, однако, было много гениального в справочнике, и, в соответствии с заявлением ArtZias, доходы компании National Semiconductor некоторое время были выше от продажи книг, чем от продажи измерительных ячеек. Это ясно даёт представление о том, сколько пытливых умов было занято изучением измерения давления с использованием сенсорных технологий!

В последней отчаянной попытке, компания»National Semiconductor» начала рекламную кампанию под лозунгом: «Совершенно новый способ измерения давления: „голого“ датчика кремния для этого достаточно». Автор пародировал давнее высказывание: «Совершенно новый способ заниматься любовью: Голыми». Неспособность американских производителей разработать защитный корпус для кремниевых датчиков позволила новым технологиям развиваться в индустрии. Аналогичная тенденция наблюдалась также в автомобильной промышленности: емкостные керамические измерительные ячейки от «Kavlico», (которые также производятся сегодня «Texas Instruments») выпускались в количестве миллионов штук.

Европейцы и японцы были не намного умнее. В Европе, Magnetti-Marelli (Fiat) разработали керамические толстопленочные тензометрические измерительные ячейки, которые, однако, уступали по всем показателем емкостным измерительным  ячейкам. Технологически говоря, это происходит из-за неустойчивости, вызванной влиянием в точке сцепления керамики и чувствительного элемента, а также чрезвычайно высокого сопротивления моста. Здесь снова, опыт кремниевой технологий был не учтён. Из Японии поставлялся продукт от «NipponDenso», где давление на голый датчик кремния подаётся сзади, что позволяет защитить электронику и сам датчик слоем геля. Но в таком случае датчик по-прежнему будет подвергаться атмосферному давлению. Кроме факта, что датчики абсолютного давления могут едва ли быть произведены вообще, анализ автора по созданию преобразователей давления создает такое же впечатление беспомощности, как было показано «National Semiconductor».

Настоящее и будущее

В 1993 году, в статье «Маркетинг датчиков давления», специально изданной для торговой ярмарки «Trade Fair News» было предсказано следующее: «Рано или поздно, позиции на рынке будут определять конкуренция технологий. Мы считаем, что на рынке большинство промышленных измерительных приборов, работающих в  диапазоне от 10 Мбар до 1 бар, будет выпускаться на основе емкостных керамических ячеек. В диапазоне от 1 бар до 1000 бар будут доминировать приборы, выполненные на основе пьезорезистивных технологий монолитного кремния (IC). Другие технологии будут востребованы только на нишевых рынках, поскольку, например, технологический процесс, используемый при производстве тонкопленочных датчиков, экономически не выгоден для очень крупных проектов из-за своей дороговизны».

Это было написано в 1993 году! В некоторых областях — таких, как охлаждающая компрессорная техника — кремниевой пьезорезистивной технологии удалось сломить господство емкостной керамической технологии, которая ранее доминировала на рынке. Но, тем не менее, емкостные керамические датчики используются в большом объеме для разработки и внедрения различных автомобилестроительных проектов. Тем не менее, мы отвечаем за свои ранее сделанные обязательства и заявления.

Keller AG представляет новый кремниевый пьезорезистивный преобразователь (рис. 1), которые, на наш взгляд, имеет основные технологические преимущества по сравнению с емкостным керамическим сенсором. Возможно, в будущем эта технология сможет доказать своё превосходство, даже в сложной автомобильной промышленности.

Создание корпусов с разделительной диафрагмой было центральной темой KELLER AG с момента своего основания 40 лет назад. Сегодня «Keller»наладил процессы по изготовлению корпусов для кремниевых датчиков, затраты на изготовление которых сопоставимы с затратами на производство керамических корпусов. В запатентованном процессе, непрерывный, ленточный конвейер печи припаивает последовательно за одну операцию латунный корпус, стальную вставку и никелевую диафрагму. Этот процесс может быть полностью автоматизирован.

Что касается электроники и её регулирования, ни одно ценовое преимущество не может быть определено ни для какой-либо технологии. Точность электроники также больше не имеет значение. Высокая стабильность и использование специфических пользовательских схем ASIC (аббревиатура от англ. application-specific integrated circuit, «интегральная схема для специфического применения») может компенсировать неточности.

Преимущества и недостатки, поэтому определяется только расходами, связанными с производством самих датчиков и корпусов для них.

Тем не менее, в то время как 5000 кремниевых датчиков может поместиться на одной 6-дюймовой кремниевой пластине, 10 больших лотков необходимо для 5000 керамический ячеек. 5000 кремниевых датчиков проходят через различные процессы скрининга (тщательная проверка, сортировка, фильтрация, отбор) одновременно и вместе, в то время, 5000 керамических датчиков должны пройти эти процессы индивидуально.

Монтаж кремниевых датчиков на заголовке TO5 с проходными стеклянными вводами завариваются в корпус, аналогично упаковки транзисторов. Все процессы автоматизированы, при этом используются машины из полупроводниковой промышленности, такие как «DieBonding» и «automatic Wire Bonding», которые улучшаются с каждым годом. Окончательная сборка осуществлялась с помощью сварки, которая проводилась ниже слоя масляного наполнения. Целесообразность такой технологии была доказана на протяжении 25 лет.
В итоге кремниевый датчик защищён от всех неблагоприятных воздействий герметичной камерой с маслом. Единственные материалы, находящиеся в контакте с измерительной средой — это металл (нерж. Сталь, Титан, Хастеллой).

Наоборот, керамический датчик запечатан в корпус с уплотнительным кольцом, которое должно быть выбрано в соответствии со средой, в которой измеряется давление. Это значит, что одно и то же уплотнительное кольцо не может быть использовано одновременно как для измерения давления в горячей воде, так и в бензине. Кроме того, уплотнительное кольцо всегда является потенциально слабым местом. Компания «Envec» (Endress+Hauser Group) попыталась успокоить клиентов с помощью рекламной кампании со следующим заявлением:

Датчики давления могут сломаться только через 5 лет, а футбольный клуб Бавария-Мюнхен «Bayern Munchen» может перейти с низшую лигу уже в следующем году.
Чтобы быть точным, компании «Envec» следует переквалифицировать это заявление и сказать: Преобразователи давления с керамической измерительной ячейкой с  уплотнительным кольцом выйдет из строя уже  через 5 лет. Заявление компании «Envec» только обобщает общую проблему, характерную для их технологии. Но оставим это в стороне…

В настоящее время, большая часть материальных затрат на производство преобразователя связана с использованием соответствующей высокоточной и высокотехнологичной электроники. Тем не менее, дальнейшее сокращение затрат можно предвидеть с вводом пьезорезистивной технологии. Сегодня уже есть пьезорезистивный датчики от «Bosch и Fuji», с регулируемой интегрированной электроникой в пьезорезистивный кремниевый чип. Регулировка осуществляется путем лазерной подгонки на поверхности чипа. В настоящее время ведётся работа над подобными схемами, где адаптация микросхемы осуществляется через интерфейс выводов изнутри самой масляной камеры.
Суммарная плотность IC технологии растет так быстро, что, по нашим оценкам, через 10 лет датчик давления, усилители и цифровые компенсации с A / D и D / A конвертерами могут быть интегрированы на пьезорезистивный кремниевый чип с затратами в размере всего $1 на единицу экземпляра. Тогда полный собранный преобразователь с электроникой будет оптимально защищен в масляном корпусе и емкостные вводы из стекла автоматически гарантируют отличную защиту по EMC.

40 лет назад мы были нацелены на получение датчика с точностью 2% и себестоимостью  $10

В течение следующих 10 лет наша цель это получение датчика с точностью 0,1% и себестоимостью $5

Пьезорезистивные преобразователи уровня | Измеркон

Вода определяет жизнь на Земле во многих аспектах. Исходя из явной важности этого элемента, становится необходимым его надежный мониторинг. То, что невозможно измерить, не может быть эффективно управляемым. Начиная с поставки пресной воды, очистки питьевой воды, хранения и потребления и заканчивая очисткой сточных вод и гидрометрией, эффективная работа и планирование не представляются возможными без корректных исходных параметров. На настоящий момент для охвата комплексной гидрометрической инфраструктуры доступен целый ряд устройств и процессов. Классикой измерения уровня воды, без сомнений, является уровнемер с точностью +/- 1 см, функционирующий как аналоговый – без электронной передачи данных и проверяющийся визуально. Сегодня намного более продвинутые и точные приборы обеспечивают дистанционную передачу измеряемых данных, включая пьезорезистивные датчики давления для измерения уровня как в грунтовых, так и поверхностных водах.

Измерение уровня датчиками давления

Датчики давления для измерения уровня устанавливаются на дне водного объекта, подлежащего мониторингу. В отличие от вышеописанных «аналоговых» уровнемеров, их считывание возможно без необходимости контактировать с измеряемой средой. Пьезорезистивные датчики уровня были разработаны для удовлетворения сегодняшних требований к процессу автоматизации и контроля. Уровень воды может измеряться без вмешательства человека, что делает возможным постоянный мониторинг в труднодоступных местах.

Гидростатические датчики уровня измеряют гидростатическое давление на дне водного объекта, где давление пропорционально высоте водяного столба. Кроме того, оно зависит от плотности жидкости и силы тяжести. Согласно закону Паскаля, это приводит к следующей формуле:

p(h) = ρ * g * h + p0

p(h) — гидростатическое давление

ρ — плотность жидкости

g — ускорение свободного падения

h — высота столба жидкости

Пьезорезистивные преобразователи уровня защищены от поверхностного воздействия, т.к. располагаются на дне измеряемого водного объекта. Ни морская пена, ни плавающий мусор не могут в этом случае повлиять на измерения. Конечно, датчики должны быть адаптированы для предполагаемых подводных условий. Например, в соленой воде предпочтительно использовать датчик уровня в титановом корпусе. Если вероятен гальванический эффект, то лучший выбор – поливинилиденфторидный корпус прибора (DCX-25 PVDF). В пресной воде, по большей части, достаточно высококачественной нержавеющей стали. Наконец, является неотъемлемым достаточное заземление датчиков уровня для предотвращения урона от ударов молний.

Современные датчики уровня: все данные только от одного устройства

Пьезорезистивные преобразователи уровня могут быть использованы на открытых водах, таких как озера, в подземных водах, а также в закрытых емкостях. На открытой воде будут использоваться соответствующие датчики давления с встроенным в кабель капилляром для компенсации атмосферного давления. В резервуарах применяются датчики дифференциального давления ввиду необходимости учитывать давление газа на жидкость. Исходя из значительной самодостаточности и простоты пьезорезистивных датчиков давления, а также их оптимизации для очень высоких давлений, стало возможным проводить измерения на больших глубинах. Теоретически, ограничение к глубине создаёт только длина кабеля датчика..

Опираясь на данный факт, можно утверждать, что эти современные измерительные приборы также чрезвычайно универсальны. Помимо прочего, нас интересует не только уровень воды. Ее качество равным образом очень важно для мониторинга грунтовых вод. Например, чистота подземного резервуара может определяться проводимостью: чем ниже проводимость, тем чище вода (DCX-22 CTD). В дополнение к датчикам проводимости, сегодня также доступны датчики уровня с интегрированным измерением температуры (36XW). Пьезорезистивные преобразователи уровня охватывают широкий круг задач мониторинга и, без сомнений, предпочтительнее уровнемеров другого принципа действия в большом количестве применений.

Если у Вас остались какие-либо теоретические или практические вопросы о пьезорезистивных преобразователях уровня — обратитесь за бесплатной консультацией к нашим специалистам. Так же, рекомендуем ознакомиться с информационным ресурсом во водным применениям приборов Keller: keller-h3o.com

Среды применения пьезорезистивных датчиков давления

При выборе подходящего датчика давления для некоторых применений, помимо измеряемого диапазона давления и температурных условий, существует множество критериев, которые необходимо учитывать. Среди них — совместимость материалов: корпус и технологическое присоединение к процессу должно выдерживать воздействие среды измерения и окружающей среды, чтобы датчик проработал длительный срок.

Поэтому при выборе материала следует учитывать два важных условия. С одной стороны, это химическая устойчивость к измеряемой среде. Другим фактором является то, что важную роль играют также профилактические соображения. Следует не только выяснить, будет ли датчик давления оставаться работоспособным длительный срок, но и установить, могут ли материалы, используемые в самом датчике давления, стать опасными при контакте с конкретными веществами. Наиболее явный пример – фармацевтическая промышленность. Ниже мы покажем, какие несовместимости возникают, с какими материалами и какие могут быть решения.

Химическая и физическая совместимость измеряемой среды с уплотнительным материалом датчика и кабелем.

При выборе совместимых материалов следует учитывать материал не только корпуса прибора. Другие элементы датчика давления также вступают в контакт с окружающей средой, со средой измерения, и эти материалы тоже надо учитывать.

Большинство датчиков давления поставляются с уплотнением из эластомера. Проблема здесь в том, что эластомер может растворяться, когда он входит в контакт с агрессивными средами, такими, например, как биодизель. В этом случае следует использовать датчик c открытой мембраной, не требующей уплотнений из эластомера, например 25Y.

Еще одним уязвимым элементом является кабель, который служит для передачи данных измерений. Здесь можно привести пример использования погружного зонда в бассейне. По соображениям гигиены в бассейнах используется хлорированная вода. В стандартном исполнении погружные зонды используют кабели из материалов: PE или PUR. Хотя хлорированная вода сама по себе не представляет проблемы для этих кабелей, но пары хлора, поднимающиеся из такой воды, достаточно сильно влияют на состояние кабеля, поскольку они более агрессивны, чем сама вода. Часть кабеля, находящаяся над уровнем воды, со временем станет пористой (будет заметно белое обесцвечивание), а затем вода проникнет внутрь. Впоследствии сам датчик также выйдет из строя. По этой причине следует использовать PTFE (тефлоновые) кабели.

Химическая и физическая совместимость измеряемой среды с материалами корпуса:

Вязкие среды.

В случае вязкой среды, например, в жидких красках, отложения в измерительном канале датчика могут быть причиной выхода из строя датчиков давления. Чтобы предотвратить загрязнение, для таких применений необходимо использовать датчики с открытыми мембранами, так что бы датчик можно было легко очистить.

Абразивные материалы.

Когда датчики давления вступают в контакт с абразивными средами, такими как бетон, простая мембрана из нержавеющей стали обеспечивает недостаточную защиту. В этом случае потребуется мембрана из Vulkollan®.

Гальванические и кислотные жидкости. 

Датчик давления в хромированном исполнении может выглядеть лучше с эстетической точки зрения, но в некоторых применениях это может помешать нормальной работе. Когда прибор с металлическим корпусом используется в гальванической ванне, со временем его корпус повредится настолько, что сенсор перестанет функционировать. Даже кислотные жидкости, такие как серная кислота, будут реагировать с металлами. По этой причине специально для использования с гальваническими и кислотными жидкостями разработаны датчики с пластиковыми корпусами, например, DCX-25. Наиболее популярным решением здесь является PVDF (поливинилиденфторид).

Морская вода.

Соленая вода (в зависимости от ее солености) вызывает долговременную точечную коррозию корпусов из нержавеющей стали. Для подобных сред большинство погружных датчиков давления и уровня доступны в титановом исполнении.

Открытые воды / молниезащита.

Удары молнии не могут быть описаны как среда, но этот фактор также необходимо рассмотреть. Если молния попадёт прямо в датчик, тогда никакая защита не спасет его, однако защита от перенапряжения может быть рекомендована для погружных зондов, которые используются в открытых водах. Таким образом, можно предотвратить избыточное напряжение и повреждение измерительного прибора при ударе молнии в непосредственной близости. Это особенно целесообразно, когда проводятся долгосрочные измерения в отдаленных местах. Тогда замена неисправного устройства будет намного дороже, чем сама защита от перенапряжений.

Сильно окисляющие газы и жидкости.

Когда окисляющие газы и жидкости контактируют с маслами или смазками, возникает угроза взрыва. Все компоненты, подверженные воздействию среды должны быть обезжирены, очищены от масла и смазки. А также следует выбрать наполнение датчика специальным маслом не вступающим в реакцию с окисляющими газами и жидкостями, в случае повреждения мембраны.

Продовольственные и фармацевтические предприятия.

В этом случае силиконовое масло должно быть заменено на безопасное для пищевых продуктов масло, чтобы исключить любые загрязнения, вредные для здоровья или оказывающие другие негативные последствия. Пиво, например, соприкасающееся с силиконовым маслом, больше не будет вспениваться, а такое пиво никто не захочет.

Вывод:

Оптимальное исполнение датчика давления для конкретного применения зависит от многих факторов. По этой причине требуется глубокое понимание предполагаемых условий применения. Специалисты компании Измеркон подберут Вам прибор под Ваши цели, с учётом особенностей конечного применения.

описание, ускорение, принцип работы и особенности

Для получения данных о температуре либо давлении атмосферной среды применяются специальные датчики пьезоэлектрического типа. К основным параметрам устройств относится не только рабочая частота, но проводимость, а также сопротивление. Стандартная модификация состоит из мембраны, которую окружают кварцевые пластины. Корпус в основном делается из металлических дисков. Для подключения к измерительной аппаратуре применяются выводы, которые подсоединены к подпятнику.

Принцип работы элемента

Существуют различные пьезоэлектрические датчики. Принцип работы элементов построен на изменении разрядности мембраны. Кварцевые пластины в данном случае играют роль проводников. Для преобразования частоты у моделей используется экранированная пластина. Передача сигнала на мембрану осуществляется через подпятник. Разница разрядов фиксируется в измерительных приборах. Через выводы на датчиках данные могут быть обработаны и сохранены.

Типы датчиков

По назначению выделяют датчики силы, давления, вибрации и ускорения. Также существуют модификации для замера температуры. Еще разделение модификаций происходит по частотности. Модели до 3 Гц отличаются компактными размерами. Модификации с высокой проводимостью способны работать в условиях повышенной влажности.

Датчики силы

Пьезоэлектрические датчики силы в последнее время принимают активное участие в лабораторных исследованиях. Они отличаются повышенной точностью и неплохой проводимостью. Однако важно отметить, что рабочая частота в данном случае находится на уровне 4 Гц.

Многие модификации производятся с обычными контактными мембранами. Также стоит отметить, что в магазинах представлены проводные устройства с кварцевыми пластинами. Показатель проводимости у таких датчиков составляет примерно 5 мк. Многие модификации разрешается применять в условиях повышенной влажности. Емкость проводников в данном случае равняется 55 пФ. Модели у датчиков данного типа отсутствуют.

Датчики давления

Пьезоэлектрические датчики давления производятся с мембранами разных типов. Если верить отзывам экспертов, то наиболее востребованными устройствами считают контактные элементы, показатель проводимости у них равняется 8 мк. При этом рабочая частота максимум достигает 5 Гц. Контактные мембраны у датчиков встречаются довольно редко. Кварцевые пластины устанавливаются через выводы. Емкость проводников в среднем равняется 120 пФ.

Отдельного внимания у модификаций заслуживают компактные втулки. Как правило, они применяются экранированного типа. Для измерительной аппаратуры датчики данного типа подходят замечательно. Довольно часто их подключают к осциллографам. Подпятники у модификаций применяются переходного типа. Некоторые модели способны похвастаться высокой точностью замеров.

Особенности датчиков температуры

Пьезоэлектрические датчики температуры работают на низкоомных модулях. Если верить отзывам экспертов, то мембраны в основном применяются контактного типа, и переходники под них используются низкой проводимости. Кварцевые пластины способны работать в условиях повышенной влажности. Если говорить про недостатки, то важно отметить, что модели производятся в основном без подпятников. Вместо них на мембраны устанавливаются специальные изоляционные пленки. Показатель диэлектрической проницаемости лежит в районе 50 %.

Датчики ускорения

Пьезоэлектрический датчик ускорения довольно часто используется в промышленности. Выводы у моделей подключаются через мембраны. Некоторые устройства производятся специально под приводные агрегаты. Мембраны в данном случае устанавливаются контактного типа. Также стоит отметить, что в магазинах представлены элементы, которые работают на полированных пластинах.

Подпятники в основном используются компактных размеров. Изоляция у моделей применяется высокого качества. Металлические подкладки встречаются довольно редко. Также надо отметить, что существуют устройства, которые способны работать при частоте 3 Гц. Показатель проводимости у них, как правило, не превышает 44 мк. Емкость проводников у моделей данного типа находится в районе 40 пФ.

Элементы серии VM-6360

Датчики представленной серии способны очень быстро определять температуру окружающей среды. Если верить мнению экспертов, то проводимость у них довольно высокая. Среди недостатков стоит отметить малое сопротивление на выводах. Также специалисты часто указывают на модуль, который работает при частотности в 3 Гц. Таким образом, точность измерения у модификации не очень высокая. Мембрана в данном случае применяется только одна. Выводы к ней подсоединяются через подпятник. Если верить мнению экспертов, то проблемы с модуляцией данному датчику не страшны. Кварцевые пластины установлены надежно.

Особенности датчиков Arduino

Arduino — пьезоэлектрический датчик вибрации, который способен эксплуатироваться в разных климатических условиях. Мембрана у элемента применяется только одна. При этом пластины установлены с двумя подкладками. Если верить экспертам, то проводимость у них довольно высокая. Диэлектрическая проницаемость пластин равняется 55 мк.

Многие специалисты говорят о том, что датчик обладает высокой точностью замеров. Если говорить про минусы, то эксперты указывают на низкий параметр сопротивления в мембране. За счет этого есть проблемы с передачей сигнала. Утечка зарядов данному датчику не страшна. Рабочая частота поддерживается на уровне 5 Гц.

Описание элементов серии Master 300 CT

Указанный пьезоэлектрический датчик необходим для точного определения давления. Модуль в системе применяется волнового типа. Многие эксперты говорят о том, что модель можно использовать в среде с влажностью не более 55 %. Диск у модификации применяется сферического типа.

Также стоит отметить, что рабочая температура элемента максимум равняется 45 градусам. Подпятник отличается высокой проводимостью. При этом у него есть определенные проблемы с проницаемостью. Подключение к измерительным приборам происходит через два вывода.

Элементы серии Master 330 CT

Это качественные и высокоточные пьезоэлектрические датчики. Принцип действия элемента построен на изменении разрядности. Специалисты полагают, что у модификации установлен качественный проводной вывод. Мембрана в данном случае используется с кварцевыми пластинами.

Параметр диэлектрической проницаемости располагается на отметке в 3 %. Минимальная частота поддерживается на уровне 3 Гц. Система защиты у данного датчика отсутствует, однако изоляция предусмотрена. Также стоит отметить, что у модификации имеется только одна подкладка, которая изготовлена из меди.

Особенности датчиков Master 350 CT

Указанный пьезоэлектрический датчик произведен для определения температуры в агрессивных средах. Многие эксперты указывают на высокий параметр выходного сопротивления. При этом модуль применяется контактного типа, и изоляция у него используется третьего класса. Всего в устройстве имеется две кварцевые пластины. Показатель проводимости у них составляет 4 мк. Рабочая частота, как правило, равняется 3 Гц. Сферическая пята у этой модификации отсутствует. Емкость полупроводников равняется 40 пФ.

Описание элементов серии Master 380 CT

Данный пьезоэлектрический датчик выделяется быстрой передачей положительного потенциала. Также стоит отметить, что у модели используется только один модуль контактного типа. Многие эксперты говорят о том, что модель разрешается использовать в среде повышенной влажности. Однако недостатки у датчика также есть. В первую очередь стоит упомянуть о низкой диэлектрической проницаемости. Проблемы с сопротивлением возникают довольно редко.

Подпятник не способен работать при частоте в 3 Гц. Система защиты у модификации производителем не предусмотрена, и изоляция установлена второго класса. Подключение к измерительной аппаратуре осуществляется через два вывода. Пята сферического типа способна работать при частоте 5 Гц. Передача отрицательного потенциала много времени не отнимает.

Элементы серии MLh300

Данный пьезоэлектрический датчик способен быстро замерить давление окружающей среды. Если говорить про особенности модификации, то важно отметить неплохой параметр выходного сопротивления. Диэлектрическая проницаемость элемента равняется только 40 %. Пята сферического типа установлена вместе с контактной мембраной.

Также стоит отметить, что модель способна быстро передавать положительный потенциал. Система защиты у модификации не предусмотрена, а изоляция установлена третьего класса. Подключение к измерительной аппаратуре может осуществляться через два вывода. Втулка у модификации подсоединена к кварцевым пластинам. Также стоит отметить, что емкость полупроводников равняется 30 пФ.

Особенности датчиков MLh320

Указанный пьезоэлектрический датчик вибрации производится с двумя контактными мембранами. При этом кварцевые пластины применяются повышенной проницаемости. Рабочая частота модификации находится на уровне 4 Гц. Если верить мнению экспертов, то корпус способен выдерживать большие нагрузки. Также стоит отметить, что сопротивление на выходных контактах равняется приблизительно 30 Ом. Система защиты у элемента, к сожалению, не предусмотрена.

Однако изоляция производителем установлена первого класса. Экранированная втулка в данном случае зафиксирована на мембране. Многие эксперты говорят о том, что модель способна похвастаться быстрой передачей положительного потенциала. Также стоит отметить, что у модели есть специальный модуль, который отвечает за проводимость сигнала. Емкость проводника равняется 50 мк. При этом диэлектрическая проницаемость элемента составляет не менее 60 %. Утечка зарядов представленному датчику не страшна.

Описание элементов серии MLh355

Данный датчик (пьезоэлектрический, искробезопасный) производится с одной переходной мембраной, у которой очень высокий параметр отрицательного сопротивления. С повышенной влажностью проблемы возникают нечасто, и изоляция используется третьего класса. Всего у датчика имеется три кварцевые пластины.

Также стоит отметить, что модель отличается неплохой проводимостью на выходе. Металлические подкладки под мембраной производителем не предусмотрены. Отдельного внимания заслуживает качественный проводник, емкость которого равняется 4 пФ. Система защиты у элемента не предусмотрена. При этом скорость передачи отрицательно потенциала оставляет желать лучшего.

Элементы серии MLh365

Датчик представленной серии производится с двумя мембранами, которые обладают проводимостью на уровне 4 мк. Кварцевые проводники способны работать при влажности 55 %. При этом рабочая температура максимум равняется 40 градусов. Система защиты у этого датчика отсутствует, а изоляция применяется второго класса. Минимальная частота у элемента поддерживается на уровне 5 Гц.

Электронные датчики давления: особенности конструкций и разновидности

На сегодняшний день используются в промышленности не барометры с ртутью, а вполне современные и надежные датчики. У них принцип работы отличается в зависимости от конструктивных особенностей. У всех имеются как достоинства, так и определенные недостатки. Благодаря развитию электроники можно реализовать датчики для измерения давления на полупроводниковых элементах.

Что такое электронные датчики?

Электронные датчики давления воды или любой другой жидкости – это такие приборы, которые позволяют осуществлять замер параметров и их обработку специальными блоками управления и индикации. Датчик давления – это такое устройство, у которого выходные параметры напрямую зависят от того, какое давление в измеряемом месте (емкость, трубы и т. д.). Причем можно с их помощью осуществить замер любого вещества в различных агрегатных состояниях – жидком, парообразном, газообразном.

Необходимость таких приборов вызвана тем, что практически вся промышленность построена на системах автоматического управления. Человек осуществляет только настройку, калибровку, обслуживание и запуск (остановку). Работа любой системы происходит в автоматическом режиме. Но еще такие приборы часто используются в медицине.

Особенности конструкции элементов

Любые датчики состоят из чувствительного элемента – именно с его помощью передается воздействие на преобразователь. Также в конструкции имеется схема для осуществления обработки сигнала и корпус. Можно выделить следующие разновидности датчиков давления:

1. Пьезоэлектрические.
2. Резистивные.
3. Емкостные.
4. Пьезорезонансные.
5. Магнитные (индуктивные).
6. Оптоэлектронные.

А теперь рассмотрим каждый вид прибора более детально.

Резистивные элементы

Это такие устройства, у которых чувствительный элемент под воздействием нагрузки меняет свое сопротивление. На чувствительной мембране производится установка тензорезистора. Мембрана под действием давления изгибается, тензорезисторы также начинают двигаться. При этом у них меняется сопротивление. В результате происходит изменение силы тока в цепи преобразователя.

При растяжении элементов тензорезисторов увеличивается длина и уменьшается площадь сечения. Как результат увеличение сопротивления. Обратный процесс наблюдается при сжатии элементов. Конечно, изменяется сопротивление на тысячные доли Ома, поэтому, чтобы уловить это, нужно ставить специальные усилители на полупроводниках.

Пьезоэлектрические датчики

Пьезоэлемент является основой конструкции прибора. Когда происходит деформация, пьезоэлемент начинает генерировать определенный сигнал. Устанавливается элемент в среду, давление которой нужно измерить. При работе сила тока в цепи окажется прямопропорциональна изменению давления.

Такие приборы обладают одной особенностью – они не позволяют отслеживать давление, если оно постоянно. Поэтому используется исключительно в случае, когда давление постоянно изменяется. При постоянном значении измеряемой величины генерация электрического импульса производиться не будет.

Пьезорезонансные элементы

Эти элементы работают несколько иначе. При подаче напряжения пьезоэлемент деформируется. Чем выше напряжение, тем сильнее деформация. Основа прибора – пластина-резонатор, изготовленная из пьезоэлектрика. На обеих сторонах у нее имеются электроды. Как только произойдет подача напряжения на них, материал начинает вибрировать. При этом пластина изгибается то в одну, то в другую сторону. Скорость вибрации зависит от частоты тока, который подается на электроды.

Но если сила извне подействует на пластину, то произойдет изменение частоты колебаний пластины. По такому принципу работает электронный датчик давления воздуха, используемый в автомобилях. Он позволяет оценивать абсолютное давление воздуха, подаваемого в топливную систему автомобиля.

Емкостные приборы

Эти устройства наиболее популярные, так как имеют простую конструкцию, работают стабильно и в обслуживании неприхотливы. Конструкция состоит из двух электродов, расположенных на определенном расстоянии друг от друга. Получается своеобразный конденсатор. Одна из его пластин – это мембрана, на нее действует давление (измеряемое). В результате меняется зазор между пластинами (пропорционально давлению). По школьному курсу физики вы знаете, что емкость конденсатора зависит от площади поверхности пластин и расстояния между ними.

При работе в датчике давления изменяется только расстояние между пластинами – этого вполне достаточно для того, чтобы осуществить замер параметров. Электронные датчики давления масла строятся именно по такой схеме. Преимущества у данного типа конструкций очевидны – они могут работать в любых средах, даже агрессивных. На них не действуют большие перепады температур, электромагнитные волны.

Индуктивные датчики

Принцип работы отдаленно похож на рассмотренные выше емкостные. Чувствительная к давлению токопроводящая мембрана устанавливается на определенном расстоянии от магнитопровода в форме буквы Ш (на него наматывается катушка индуктивности).

При подаче напряжения на катушку создается магнитный поток. Он проходит как по сердечнику, так и через зазор, токопроводящую мембрану. Поток замыкается, а так как у зазора проницаемость примерно в 1000 раз меньше, нежели у сердечника, то даже мизерное его изменение приводит к пропорциональным колебаниям значений индуктивности.

Оптоэлектронные датчики

Они просто детектируют давление, обладают высокой разрешающей способностью. У них высокая чувствительность и термостабильность. Работают на основе интерференции света, используют для измерения небольших перемещений интерферометр Фабри-Перо. Такие электронные датчики давления встречаются крайне редко, но являются достаточно перспективными.

Основные компоненты прибора:

1. Кристалл оптического преобразователя.
2. Диафрагма.
3. Светодиод.
4. Детектор (состоит из трех фотодиодов).

К двум фотодиодам пристраиваются оптические фильтры Фаби-Перо, у которых небольшая разница в толщине. Фильтры – это кремниевые зеркала с отражающей лицевой поверхностью. Они покрыты слоем оксида кремния, на поверхность наносится тонкий слой алюминия. Оптический преобразователь очень схож с емкостным датчиком давления.

Какие разные принципы используются в датчике давления?

text.skipToContent
text.skipToNavigation

переключить

• Услуги

  • Конфигурируемые

    • Конфигурируемые

    • Датчик термопары

      • Зонд термопары

    • Датчики RTD

      • Датчики RTD

    • Датчики давления

      • Датчики давления

    • Термисторы

      • Термисторы

  • Калибровка

    • Калибровка

    • Инфракрасный датчик температуры

      • Инфракрасная температура

    • Относительная влажность

      • Относительная влажность

    • Давление

      • Давление

    • Сила / деформация

      • Сила / деформация

    • Поток

      • Поток

    • Температура

      • Температура

  • Служба поддержки клиентов

    • Служба поддержки клиентов

  • Заказное проектирование

    • Индивидуальное проектирование

  • Заказ по номеру детали

    • Заказ по номеру детали

• Ресурсы

Чат

Чат

Тележка

• • Услуги

    • Услуги

    • Конфигурируемые

      • Конфигурируемые

      • Зонд термопары

      • Датчики RTD

      • Датчики давления

      • Термисторы

    • Калибровка

      • Калибровка

      • Инфракрасная температура

      • Относительная влажность

      • Давление

      • Сила / деформация

      • Поток

      • Температура

    • Служба поддержки клиентов

      • Обслуживание клиентов

    • Заказное проектирование

      • Индивидуальное проектирование

    • Заказ по номеру детали

      • Заказ по номеру детали

  • Ресурсы

    • Ресурсы

  • Справка

    • Справка

  • Измерение температуры

    • Измерение температуры

    • Датчики температуры

      • Температурные датчики

      • Зонды датчика воздуха

      • Ручные зонды

      • Зонды с промышленными головками

      • Зонды со встроенными разъемами

      • Зонды с выводами

      • Профильные зонды

      • Санитарные зонды

      • Зонды с вакуумным фланцем

      • Реле температуры

    • Калибраторы температуры

      • Калибраторы температуры

      • Калибраторы Blackbody

      • Калибраторы сухих блоков и ванн

      • Ручные калибраторы

      • Калибраторы точки льда

      • Тестеры точки плавления

    • Инструменты для измерения температуры и кабеля

      • Инструменты для измерения температуры и кабеля

      • Обжимные инструменты

      • Сварщики

      • Инструмент для зачистки проводов

    • Термометры циферблатные и стержневые

      • Термометры с циферблатом и стержнем

      • Термометры циферблатные

      • Цифровые термометры

      • Стеклянные термометры

    • Температура провода и кабеля

      • Температура провода и кабеля

      • Удлинительные провода и кабели

      • Монтажные провода

      • Кабель с минеральной изоляцией

      • Провода для термопар

      • Нагревательный провод и кабели

    • Бесконтактное измерение температуры

      • Бесконтактное измерение температуры

      • Фиксированные инфракрасные датчики температуры

      • Портативные инфракрасные промышленные термометры

      • Измерение температуры человека

      • Тепловизор

    • Этикетки, лаки и маркеры температуры

      • Этикетки, лаки и маркеры температуры

      • Необратимые температурные этикетки

      • Реверсивные температурные этикетки

      • Температурные маркеры и лаки

    • Защитные гильзы, защитные трубки и головки

      • Защитные гильзы, защитные трубки и головки

      • Защитные головки и трубки

      • Защитные гильзы

    • Температурные датчики

      • Элементы датчика температуры

    • Датчики температуры поверхности

      • Датчики температуры поверхности

    • Датчики температуры проволочные

      • Проволочные датчики температуры

    • Температурные соединители, панели и блоки в сборе

      • Температурные соединители, панели и блоки в сборе

      • Проходы

      • Панельные соединители и узлы

      • Разъемы температуры

      • Клеммные колодки и наконечники

    • Регистраторы данных температуры и влажности

      • Регистраторы данных температуры и влажности

    • Измерители температуры, влажности и точки росы

      • Измерители температуры, влажности и точки росы

  • Контроль и мониторинг

    • Контроль и мониторинг

    • Движение и положение

      • Движение и положение

      • Двигатели переменного и постоянного тока

      • Акселерометры

      • Датчики смещения

      • Захваты

      • Датчики приближения

      • Поворотные смещения и энкодеры

      • Регуляторы скорости

      • Датчики скорости

      • Шаговые приводы

      • Шаговые двигатели

    • Сигнализация

      • Сигнализация

    • Счетчики

      • Метры

      • Счетчики и расходомеры

      • Многоканальные счетчики

      • Счетчики процесса

      • Счетчики специального назначения

      • Тензометры

      • Измерители температуры

      • Таймеры

      • Универсальные измерители ввода

    • Переключатели процесса

      • Переключатели процесса

      • Реле потока

      • Реле уровня

      • Ручные выключатели

      • Реле давления

      • Реле температуры

    • Контроллеры

      • Контроллеры

      • Контроллеры влажности и влажности

      • Контроллеры уровня

      • Контроллеры пределов

      • Многоконтурные контроллеры

      • ПИД-регуляторы

      • ПЛК

      • Регуляторы давления

      • Термостаты

    • Дополнительные платы

      • Дополнительные платы

    • Реле

      • Реле

      • Программируемые реле

      • Модули твердотельного ввода-вывода

      • Твердотельные реле

    • Воздух, почва, жидкость и газ

      • Воздух, почва, жидкость и газ

      • Преобразователи воздуха и газа

      • Контроллеры качества воды

      • Датчики качества воды

      • Датчики качества воды

    • Клапаны

      • Клапаны

      • Поршневые клапаны с угловым корпусом

      • Сливные клапаны

      • Предохранительные клапаны блокировки

      • Игольчатые клапаны

      • Пропорциональные клапаны

      • Электромагнитные клапаны

  • Проверка и проверка

    • Проверка и проверка

    • Бороскопы

      • Бороскопы

    • Портативные счетчики

      • Портативные счетчики

      • Токоизмерительные клещи

      • Децибел-метры

      • Газоанализаторы

      • Детекторы утечки газа

      • Метры Гаусса

      • Твердость

      • Светомеры

      • Мультиметры

      • Скорость

      • Измерители температуры, влажности и точки росы

      • Измерители вибрации

      • Анемометры

      • Манометры

    • Аэродинамические трубы

      • Аэродинамические трубы

    • Весы и весы

      • Весы и весы

    • Тепловизор

      • Тепловизор

    • Воздух, почва, жидкость и газ

      • Воздух, почва, жидкость и газ

      • Газоанализаторы

      • Решения для калибровки

      • Анализаторы хлора

      • Бумага для измерения pH

      • pH-метры

      • Измерители вязкости

      • Счетчики качества воды

      • Наборы для проверки воды

  • Сбор данных

    • Сбор данных

    • Модули сбора данных

      • Модули сбора данных

    • Преобразователи данных и переключатели

      • Преобразователи данных и переключатели

      • Преобразователи данных

      • Коммутаторы Ethernet

    • Формирователи сигналов

Как работают датчики давления? — Омега Инжиниринг

текст.перейти к содержанию
text.skipToNavigation

переключить

• Услуги

  • Конфигурируемые

    • Конфигурируемые

    • Датчик термопары

      • Зонд термопары

    • Датчики RTD

      • Датчики RTD

    • Датчики давления

      • Датчики давления

    • Термисторы

      • Термисторы

  • Калибровка

    • Калибровка

    • Инфракрасный датчик температуры

      • Инфракрасная температура

    • Относительная влажность

      • Относительная влажность

    • Давление

      • Давление

    • Сила / деформация

      • Сила / деформация

    • Поток

      • Поток

    • Температура

      • Температура

  • Служба поддержки клиентов

    • Обслуживание клиентов

  • Заказное проектирование

    • Индивидуальное проектирование

  • Заказ по номеру детали

    • Заказ по номеру детали

• Ресурсы

Чат

Чат

Тележка

• • Услуги

    • Услуги

    • Конфигурируемые

      • Конфигурируемые

      • Зонд термопары

      • Датчики RTD

      • Датчики давления

      • Термисторы

    • Калибровка

      • Калибровка

      • Инфракрасная температура

      • Относительная влажность

      • Давление

      • Сила / деформация

      • Поток

      • Температура

    • Служба поддержки клиентов

      • Обслуживание клиентов

    • Заказное проектирование

      • Индивидуальное проектирование

    • Заказ по номеру детали

      • Заказ по номеру детали

  • Ресурсы

    • Ресурсы

  • Справка

    • Справка

  • Измерение температуры

    • Измерение температуры

    • Датчики температуры

      • Температурные датчики

      • Зонды датчика воздуха

      • Ручные зонды

      • Зонды с промышленными головками

      • Зонды со встроенными разъемами

      • Зонды с выводами

      • Профильные зонды

      • Санитарные зонды

      • Зонды с вакуумным фланцем

      • Реле температуры

    • Калибраторы температуры

      • Калибраторы температуры

      • Калибраторы Blackbody

      • Калибраторы сухих блоков и ванн

      • Ручные калибраторы

      • Калибраторы точки льда

      • Тестеры точки плавления

    • Инструменты для измерения температуры и кабеля

      • Инструменты для измерения температуры и кабеля

      • Обжимные инструменты

      • Сварщики

      • Инструмент для зачистки проводов

    • Термометры циферблатные и стержневые

      • Термометры с циферблатом и стержнем

      • Термометры циферблатные

      • Цифровые термометры

      • Стеклянные термометры

    • Температура провода и кабеля

      • Температура провода и кабеля

      • Удлинительные провода и кабели

      • Монтажные провода

      • Кабель с минеральной изоляцией

      • Провода для термопар

      • Нагревательный провод и кабели

    • Бесконтактное измерение температуры

      • Бесконтактное измерение температуры

      • Фиксированные инфракрасные датчики температуры

      • Портативные инфракрасные промышленные термометры

      • Измерение температуры человека

      • Тепловизор

    • Этикетки, лаки и маркеры температуры

      • Этикетки, лаки и маркеры температуры

      • Необратимые температурные этикетки

      • Реверсивные температурные этикетки

      • Температурные маркеры и лаки

    • Защитные гильзы, защитные трубки и головки

      • Защитные гильзы, защитные трубки и головки

      • Защитные головки и трубки

      • Защитные гильзы

    • Температурные датчики

      • Элементы датчика температуры

    • Датчики температуры поверхности

      • Датчики температуры поверхности

    • Датчики температуры проволочные

      • Проволочные датчики температуры

    • Температурные соединители, панели и блоки в сборе

      • Температурные соединители, панели и блоки в сборе

      • Проходы

      • Панельные соединители и узлы

      • Разъемы температуры

      • Клеммные колодки и наконечники

    • Регистраторы данных температуры и влажности

      • Регистраторы данных температуры и влажности

    • Измерители температуры, влажности и точки росы

      • Измерители температуры, влажности и точки росы

  • Контроль и мониторинг

    • Контроль и мониторинг

    • Движение и положение

      • Движение и положение

      • Двигатели переменного и постоянного тока

      • Акселерометры

      • Датчики смещения

      • Захваты

      • Датчики приближения

      • Поворотные смещения и энкодеры

      • Регуляторы скорости

      • Датчики скорости

      • Шаговые приводы

      • Шаговые двигатели

    • Сигнализация

      • Сигнализация

    • Счетчики

      • Метры

      • Счетчики и расходомеры

      • Многоканальные счетчики

      • Счетчики процесса

      • Счетчики специального назначения

      • Тензометры

      • Измерители температуры

      • Таймеры

      • Универсальные измерители ввода

    • Переключатели процесса

      • Переключатели процесса

      • Реле потока

      • Реле уровня

      • Ручные выключатели

      • Реле давления

      • Реле температуры

    • Контроллеры

      • Контроллеры

      • Контроллеры влажности и влажности

      • Контроллеры уровня

      • Контроллеры пределов

      • Многоконтурные контроллеры

      • ПИД-регуляторы

      • ПЛК

      • Регуляторы давления

      • Термостаты

    • Дополнительные платы

      • Дополнительные платы

    • Реле

      • Реле

      • Программируемые реле

      • Модули твердотельного ввода-вывода

      • Твердотельные реле

    • Воздух, почва, жидкость и газ

      • Воздух, почва, жидкость и газ

      • Преобразователи воздуха и газа

      • Контроллеры качества воды

      • Датчики качества воды

      • Датчики качества воды

    • Клапаны

      • Клапаны

      • Поршневые клапаны с угловым корпусом

      • Сливные клапаны

      • Предохранительные клапаны блокировки

      • Игольчатые клапаны

      • Пропорциональные клапаны

      • Электромагнитные клапаны

  • Проверка и проверка

    • Проверка и проверка

    • Бороскопы

      • Бороскопы

    • Портативные счетчики

      • Портативные счетчики

      • Токоизмерительные клещи

      • Децибел-метры

      • Газоанализаторы

      • Детекторы утечки газа

      • Метры Гаусса

      • Твердость

      • Светомеры

      • Мультиметры

      • Скорость

      • Измерители температуры, влажности и точки росы

      • Измерители вибрации

      • Анемометры

      • Манометры

    • Аэродинамические трубы

      • Аэродинамические трубы

    • Весы и весы

      • Весы и весы

    • Тепловизор

      • Тепловизор

    • Воздух, почва, жидкость и газ

      • Воздух, почва, жидкость и газ

      • Газоанализаторы

      • Решения для калибровки

      • Анализаторы хлора

      • Бумага для измерения pH

      • pH-метры

      • Измерители вязкости

      • Счетчики качества воды

      • Наборы для проверки воды

  • Сбор данных

    • Сбор данных

    • Модули сбора данных

      • Модули сбора данных

    • Преобразователи данных и переключатели

      • Преобразователи данных и переключатели

      • Преобразователи данных

      • Коммутаторы Ethernet

    • Формирователи сигналов

      • Формирователи сигналов

      • Преобразователи сигналов на DIN-рейку

      • Формирователи сигналов для монтажа на голове

      • Специальные кондиционеры

      • Датчики температуры и влажности

      • Универсальные программируемые передатчики

    • Регистраторы данных

      • Регистраторы данных

      • Регистрация данных по Ethernet и беспроводной сети

      • Многоканальные программируемые и универсальные регистраторы входных данных

      • Регистраторы давления, деформации и ударов

      • Регистраторы данных напряжения и тока процесса

      • Специальные регистраторы данных

      • Регистраторы данных состояния, событий и импульсов

      • Регистраторы данных температуры и влажности

    • Регистраторы

      • Регистраторы

      • Гибридные бумажные регистраторы

      • Безбумажные регистраторы

    • Программное обеспечение

      • Программное обеспечение

    • Интернет вещей и беспроводные системы

      • Интернет вещей и беспроводные системы

  • Измерение давления

    • Измерение давления

    • Манометры

      • Манометры

      • Аналоговые манометры

      • Цифровые манометры

    • Манометры

      • Манометры

    • Принадлежности для измерения давления

      • Принадлежности для измерения давления

      • Давление охлаждения Элементы

      • Кабели и соединители давления и усилия

      • Воздушные фильтры

      • Лубрикаторы для пневмопроводов

      • Трубопроводная арматура

      • Демпферы давления

      • Труба по длине

    • Датчики давления

      • Датчики давления

    • Калибраторы давления

      • Калибраторы давления

    • Регуляторы давления

      • Регуляторы давления

    • Реле давления

      • Реле давления

  • Измерение силы и деформации

    • Измерение силы и деформации

    • Весы и весы

      • Весы и весы

    • Тензодатчики

      • Тензодатчики

      • Тензодатчики мембранные

      • Двойные параллельные тензодатчики

      • Тензодатчики линейные

      • Розеточные тензодатчики

      • Принадлежности для тензодатчиков

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 количественное значение 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 характеристики, 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 измерения давления, которые часто используются как синонимы.Эти термины — датчики давления, преобразователи давления и преобразователи 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 поставщиков есть различия в том, как классифицируются их устройства.

Один из способов подумать о различии между датчиками давления и датчиками давления.Датчики давления и датчики давления не имеют встроенной электроники, обеспечивающей согласование 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 5 В постоянного тока, будет генерировать выходной сигнал в диапазоне от 0 до 50 мВ по величине. Выходы в милливольтах 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

Преобразователи давления

генерируют более высокий уровень выходного напряжения или частоты за счет наличия дополнительных встроенных возможностей усиления сигнала для повышения амплитуды выходного сигнала 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, например, на расстоянии 20 футов. 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 выдают выходной ток с низким сопротивлением, обычно используемый как аналоговые сигналы 4–20 мА в 2-проводной или 4-проводной конфигурации.Датчики давления обладают хорошей устойчивостью к электрическим помехам (EMI / RFI) и поэтому подходят для приложений, где необходимо передавать сигналы на большие расстояния. Эти устройства не требуют регулируемых источников питания, но более высокий выходной ток и потребляемая мощность делают их непригодными для приложений с батарейным питанием, когда устройства работают при полном или близком к нему давлении.

Для простоты в этой статье мы будем использовать общий термин датчики давления, а не делать четкие представления датчиков давления и датчиков давления.

Терминология по давлению

В этом разделе представлена ​​основная терминология, относящаяся к датчикам давления.

• Манометрическое давление — это измерение давления относительно давления окружающей среды. Типичным примером этого является использование манометра для измерения давления воздуха в автомобильной шине. Если манометр показывает 35 фунтов на квадратный дюйм, это означает, что давление в шине на 35 фунтов на квадратный дюйм выше местного давления окружающей среды.
• Абсолютное давление — это измерение, производимое относительно чистого вакуума, например космического вакуума.Этот тип измерения давления важен в аэрокосмической технике, поскольку давление воздуха изменяется с высотой.
• Дифференциальное давление — это измерение разности давлений между двумя значениями давления, то есть 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.

На рисунке 2 ниже эти термины показаны в виде диаграммы, показывающей относительные отношения между ними.

Рисунок 2: Взаимосвязь различных измерений давления

Изображение предоставлено: https://www.engineeringtoolbox.com

Технологии измерения давления

Для измерения давления используются шесть технологий первичных датчиков давления. Это:

• Потенциометрические датчики давления
• Индуктивные датчики давления
• Датчики давления емкостные
• Датчики давления пьезоэлектрические
• Тензометрические датчики давления
• Датчики переменного реактивного давления

Потенциометрические датчики давления используют трубку Бурдона, капсулу или сильфон, которые приводят в действие рычаг стеклоочистителя, обеспечивая относительно нормальные измерения давления.

В индуктивных датчиках давления

используется линейный регулируемый дифференциальный трансформатор (LVDT) для изменения степени индуктивной связи, которая возникает между первичной и вторичной обмотками трансформатора.

В емкостных датчиках давления

используется диафрагма, которая отклоняется под действием приложенного давления, что приводит к изменению значения емкости, которое затем может быть откалибровано для получения показаний давления.

Пьезоэлектрические датчики давления основаны на способности таких материалов, как керамика или металлизированный кварц, генерировать электрический потенциал, когда материал подвергается механической нагрузке.

Датчики давления с тензометрическим датчиком

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 реактивного сопротивления контура, и это изменение можно измерить и использовать как индикатор приложенного давления.

Типы датчиков давления

С помощью датчика давления можно выполнять 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 можно спроектировать и настроить для определения давления по этим параметрам. 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, потому что они часто необходимы для измерения мельчайших перепадов давления при больших статических давлениях. Принципы трансдукции и измерения механического давления являются общими для большинства стандартных устройств измерения давления, независимо от их категории как приборы дифференциального, абсолютного или манометрического давления. Ниже мы рассмотрим наиболее распространенный тип датчиков давления.

Датчики барометра-анероида

Барометр-анероид состоит из полого металлического корпуса, который имеет гибкие поверхности сверху и снизу.Каков принцип работы датчика барометрического давления? Изменения атмосферного давления заставляют этот металлический корпус менять форму, а механические рычаги усиливают деформацию, чтобы обеспечить более заметные результаты. Уровень деформации также можно повысить, изготовив датчик в сильфонной конструкции. Рычаги обычно прикреплены к циферблату со стрелкой, который переводит деформацию под давлением в масштабированные измерения или на барограф, который регистрирует изменение давления во времени. Датчики-анероидные барометры компактны и долговечны, в их работе не используется жидкость.Однако масса элементов измерения давления ограничивает скорость отклика устройства, делая 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 измерения производятся 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 работать как дифференциальные датчики, когда давление прикладывается к обеим ногам.Однако они эффективны только в определенном диапазоне давления 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 градуированной шкалой 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. В основе этих датчиков лежит нагретый провод, 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. В этих инструментах используется нить накала, которая генерирует электронную эмиссию. Электроны переходят на решетку, где они могут сталкиваться с молекулами газа, вызывая их ионизацию. Устройство для сбора заряженных частиц притягивает заряженные ионы, и количество накапливаемых им ионов напрямую соответствует количеству молекул в вакууме, обеспечивая тем самым точное считывание давления в вакууме.

Герметичные датчики давления

Герметичные датчики давления используются, когда необходимо получить измерение давления относительно эталонного значения (например, атмосферного давления на уровне моря), но когда невозможно открыть датчик непосредственно для этого эталонного давления. Например, на подводных транспортных средствах герметичный датчик давления может использоваться для определения глубины транспортного средства путем измерения давления окружающей среды и сравнения его с атмосферным давлением, имеющимся в герметичном устройстве.

Технические характеристики датчика давления

Датчики давления

обычно имеют размеры и характеристики, определяемые несколькими общими параметрами, которые показаны ниже. Обратите внимание, что спецификации для этих устройств могут отличаться от производителя к производителю, а также обратите внимание, что спецификации могут отличаться в зависимости от конкретного типа датчика давления, который поставляется. Базовое понимание этих спецификаций упростит процесс поиска или определения одного из этих датчиков.

• Тип датчика — отражает тип давления, на которое рассчитан датчик. Это может включать абсолютное давление, сложное давление, дифференциальное давление, манометрическое давление или вакуумное давление.
• Диапазон рабочего давления — обеспечивает диапазон давлений, в котором датчик может работать и генерировать выходной сигнал.
• Максимальное давление — абсолютное максимальное значение давления, при котором устройство может надежно работать без повреждения датчика.Превышение максимального давления может привести к отказу устройства или неточному выходному сигналу.
• Полная шкала — это разница между максимальным давлением, которое может измерять датчик, и нулевым давлением.
• Тип выхода — описывает общий характер характеристик выходного сигнала датчика давления. Примеры включают аналоговый ток, аналоговое напряжение, частоту или другие форматы.
• Выходной уровень — диапазон выходного сигнала, например 0-25 мВ, связанный с датчиком давления в пределах его рабочего диапазона.Для выходных электрических сигналов это обычно будет диапазон милливольт или вольт, либо диапазон выходного тока в миллиамперах.
• Точность — мера отклонения измерения между уровнем давления, определенным выходным сигналом датчика, и истинным значением давления. Точность часто выражается как диапазон единиц давления +/- (например, фунты на квадратный дюйм или миллибар) или как ошибка +/- 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 в выходном сигнале, которую может различить датчик.
• Дрейф — мера постепенного изменения откалиброванного состояния датчика с течением времени.
• Напряжение питания — величина источника напряжения, необходимого для питания датчика давления, измеряется в вольтах, чаще всего выражается как допустимый диапазон входного напряжения.
• Диапазон рабочих температур — крайние значения температуры (высокие и низкие), при которых датчик рассчитан на надежную работу и выдачу выходного сигнала.

Применение датчиков давления

Датчики давления

находят широкое применение в различных сферах, включая медицину, общепромышленность, автомобилестроение, HVAC и энергетику, и это лишь некоторые из них. Важно понимать, что, хотя эти устройства измеряют давление, их можно использовать для выполнения других важных измерений, поскольку существует взаимосвязь между зарегистрированным давлением и значением 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 контроля смеси воздуха и кислорода, подаваемой пациенту.

В гипербарических камерах

• используются датчики давления для отслеживания и контроля давления, применяемого в процессе лечения.
• Датчики давления используются в приборах для спирометрии, 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, так как скорость воздушного потока пропорциональна разности давлений.
• В промышленных процессах датчики давления могут обнаруживать засорение фильтра в технологическом потоке, оценивая разницу между давлением на входе и выходе.
• Уровни жидкости в резервуаре можно эффективно контролировать с помощью датчиков давления, размещенных на дне резервуара. По мере снижения уровня жидкости в резервуаре давление напора (вызванное весом объема жидкости над датчиком) также уменьшается.Это измерение является прямым индикатором количества жидкости в резервуаре и не зависит от формы резервуара, а зависит исключительно от высоты жидкости. Здесь датчики давления представляют собой альтернативу другим видам датчиков уровня жидкости.
• Улучшенное местоположение по GPS обеспечивается датчиками давления. Измерение высоты может быть сделано путем определения барометрического давления из-за взаимосвязи между барометрическим давлением и высотой в атмосфере.
• В высокоэффективных стиральных машинах могут использоваться датчики давления для определения объема воды, который следует добавить для очистки партии грязной одежды, что позволяет максимально эффективно использовать природные ресурсы.

Датчики давления

• используются в носимых устройствах для наблюдения за пациентами и пожилыми людьми в условиях проживания с обслуживанием, 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.com/applications/

Другие датчики Артикулы

Прочие «виды» статей

Больше от Instruments & Controls

Как измерить абсолютное давление с помощью пьезорезистивных чувствительных элементов

ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ ДАТЧИКА

ДАТЧИК ДАТЧИКА ДАВЛЕНИЯ ДАТЧИКА ДАВЛЕНИЯ В датчиках давления используются различные чувствительные устройства, обеспечивающие выходной электрический сигнал, пропорциональный приложенному давлению.Чувствительное устройство, используемое в преобразователях

Подробнее

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛУПРОВОДНИКА

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛУПРОВОДНИКА Закажите этот документ у MPX5050 / D Пьезорезистивный преобразователь серии MPX5050 представляет собой современный монолитный кремниевый датчик давления, предназначенный для широкого спектра применений,

Подробнее

Сверхминиатюрный тензодатчик модели 8417

w Техническая информация о продукте Сверхминиатюрный тензодатчик 1.Введение … 2 2. Подготовка к работе … 2 2.1 Распаковка … 2 2.2 Первое включение прибора … 2 2.3 Заземление и подключение потенциала …

Подробнее

Технология измерения веса

Kistler-Morse (KM) представила системы измерения веса на болтах три десятилетия назад. В этих устройствах использовалось изобретение Уолтера Кистлера — Microcell. За прошедшие годы в Microcell

было внесено множество улучшений.

Подробнее

Характеристические кривые солнечного элемента

Связанные темы Полупроводник, p-n переход, диаграмма энергетических зон, характеристический уровень энергии Ферми, потенциал диффузии, внутреннее сопротивление, эффективность, фотопроводящий эффект, акцепторы, доноры, валентность

Подробнее

Матрица датчика теплового потока

Microsystems, Inc.Матрица датчика теплового потока Описание Матрица датчика теплового потока Posifa s измеряет поток жидкой или газообразной среды по поверхности матрицы с помощью термотрансфера (калориметрического)

Подробнее

Прецизионные диодные выпрямители

Кеннет А. Кун 21 марта 2013 г. Прецизионные полуволновые выпрямители Операционный усилитель можно использовать для линеаризации нелинейной функции, например передаточной функции полупроводникового диода.Классический

Подробнее

Основы управления массовым расходом

Основы управления массовым расходом Критическая терминология и принципы работы для газовых и жидких MFC Контроллер массового расхода (MFC) — это устройство с обратной связью, которое устанавливает, измеряет и контролирует поток

Подробнее

Компьютеры с воздушными данными. Начало

Компьютеры с воздушными данными Компьютеры с воздушными данными работают с нами уже много лет и становятся все более важными, особенно сейчас, когда приближается крайний срок выполнения требований RVSM.Обычный

Подробнее

WW12X, WW08X, WW06X, WW04X ± 1%, ± 5% Толстопленочные низкоомные чип-резисторы

WW12X, WW08X, WW06X, WW04X ± 1%, ± 5% Толстопленочные чип-резисторы с низким сопротивлением Размер 1206, 0805, 0603, 0402 * Содержание этого листа может быть изменено без предварительного уведомления. Страница 1 из 8 ASC_WWxxX_V12 Ноябрь — 2011

Подробнее

Создание усилителя AMP

Создание усилителя AMP Введение В течение примерно 80 лет стало возможным усиливать разницу напряжений и увеличивать соответствующую мощность, сначала с помощью электронных ламп, использующих электроны из горячей нити накала;

Подробнее

Основы притирки и полировки

Отчет лаборатории по основным применениям притирки и полировки 54 Притирка и полировка 1.0: Введение Притирка и полировка — это процесс точного удаления материала с заготовки (или образца)

Подробнее

Глава 18 Температура, тепло и первый закон термодинамики. Проблемы: 8, 11, 13, 17, 21, 27, 29, 37, 39, 41, 47, 51, 57

Глава 18 Температура, тепло и первый закон термодинамических задач: 8, 11, 13, 17, 21, 27, 29, 37, 39, 41, 47, 51, 57 Изучение термодинамики и применение величины температуры тепловой энергии

Подробнее

Т У Р Б И Н Е Г А С М Е Т Е Р

ТУРБИННЫЙ ГАЗОСЧЕТЧИК ТУРБИННЫЙ ГАЗОСЧЕТЧИК CGT 1 2 3 4 5 6 7 Конструкция и принцип действия стр. 2 Общие технические данные стр. 3 Выходные данные измерений стр. 4 Размеры и вес стр. 5 Характеристики стр. 7 Потери давления

Подробнее

Электронное реле давления EDS 300

Электронное реле давления EDS 300 Руководство пользователя Стр. 2 из 16 Содержание 1.Функции EDS 300 … 3 2. Монтаж … 3 3. Кнопки управления на мембранной клавиатуре … 4 4. Цифровой дисплей … 4 5. Функция выхода … 5

Подробнее

OEM-EP регуляторы давления

Регуляторы давления Типовые применения Контроль давления газа-носителя Контроль воздуха над жидкостью Масс-спектрометр Регулирование давления подачи технологического газа Миниатюрный датчик Миниатюрный датчик преобразует переменную

Подробнее

Руководство по линейке датчиков воздушного потока

Руководство по линейке датчиков воздушного потока Следуйте примеру инженерного лидерства.Все датчики воздушного потока работают с теплоносителем и дифференциальным давлением. Но Honeywell Sensing and Control (S&C) предлагает продвинутый

Подробнее

Универсальный усилитель звука

Универсальный аудиоусилитель … построенный на интегральной схеме TBA 810 Вы можете создать универсальный аудиоусилитель для своего рабочего места или для любого другого аудиопроекта … с TBA 810 IC (интегрированный

Подробнее

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОФИЛЯ

ПРОФИЛЬ ИЗДЕЛИЯ Датчики давления и пневматический датчик Датчик воздушного потока, датчик дифференциального давления воздуха и датчик дифференциального и манометрического давления жидкости / газа ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕДАТЧИК ВОЗДУШНОГО ПОТОКА

Подробнее

Технология чип-на-плате

Гибридная технология Тенденция в электронике состоит в том, чтобы продолжать объединять все больше и больше функций и количества компонентов в единую, меньшую по размеру сборку.Технология гибридных схем — ключевой метод увеличения

Подробнее

Лаборатория открытий солнечной энергии

Цель лаборатории Solar Energy Discovery. Построить цепи с солнечными элементами, включенными последовательно и параллельно, и проанализировать полученные характеристики. Введение Фотоэлектрический солнечный элемент преобразует лучистую (солнечную) энергию

Подробнее

Контроль давления в шинах

Замечания по применению AN601 Контроль давления в шинах 1 Назначение Этот документ предназначен для того, чтобы дать советы по использованию датчиков давления Intersema в недорогой системе контроля давления в шинах (TPMS).2 Введение

Подробнее

ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ (THERM)

УНИВЕРСИТЕТ СЮРРЕИ ОТДЕЛЕНИЕ ФИЗИКИ Уровень 2 Классический лабораторный эксперимент ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ (THERM) Цели В этом эксперименте вы исследуете основные характеристики теплового излучения,

Подробнее

Лабораторная работа E1: Введение в схемы.

E1.1 Лабораторная работа E1: Введение в схемы Цель этой лабораторной работы — познакомить вас с некоторыми основными приборами, используемыми в электрических цепях. Вы научитесь пользоваться источником постоянного тока, цифровым мультиметром

.

Подробнее

ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ. Определение

НАПРЯЖЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ Определение Осенью рыбацкую лодку часто окружают опавшие листья, лежащие на воде. Лодка плывет, потому что она частично погружена в воду и в результате

Подробнее

Комплект 27.УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ 1Вт TDA7052

Комплект 27. УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ TDA7052 мощностью 1 Вт Это модуль моноусилителя мощностью 1 Вт, использующий TDA7052 от Philips. (Обратите внимание, без суффикса.) Он предназначен для использования в качестве строительного блока в других проектах, где

Подробнее

Аналоговые датчики серии AA и AB

Аналоговые датчики серий AA и AB Аналоговые датчики серии AA и AB Аналоговые датчики GMR серии AA и AB NVE предлагают уникальные и не имеющие аналогов возможности магнитного зондирования.Эти датчики характеризуются

Подробнее

Давление Freescale Semiconductor

Встроенный кремниевый датчик Freescale Semiconductor. Обработка сигнала на кристалле, температурная компенсация и калибровка Пьезорезистивный преобразователь серии представляет собой современный монолитный кремниевый датчик давления

.

Подробнее

Датчики давления для любого применения

Переключить навигацию

• Блог
• Связи с инвесторами
• Карьера
• Контакт

Выбрать язык

• Немецкий
• Английский
• Французский
• Китайский

• Приложения
  • Промышленные
  • Медицинский
  • Мобильность
• Компетенции
  • Компетенции
  • Развитие
  • Комплексные производственные услуги
  • Проверка и квалификация
  • Силовая электроника
  • Менеджмент качества
  • Истории успеха
• Продукция
  • Оптические датчики
  • Датчики излучения
  • Датчики давления
  • Датчики уровня
  • Датчики расхода
  • Датчики инерционные
  • Камеры Blue Next
  • Силовые полупроводники
  • Прочие товары
  • Преобразование единиц
  • Центр загрузок
  • Поиск продукта
• Компания
  • О нас
  • События
  • Пресс
  • Загрузки
• Инновации в области чувств

• Блог
• Связи с инвесторами
  • Кратко
  • Инвестиционный кейс
  • Поделиться информацией
  • Центр результатов
  • Финансовые новости
  • Финансовый календарь
  • Годовое общее собрание
  • Корпоративное управление
  • Контакт
• Карьера
  • Коротко о
  • Добро пожаловать в First Sensor
  • Возможности карьерного роста
  • Текущие открытые позиции
  • События
  • Применять правильно
  • Контакт
• Связаться
  • Продажи
  • Филиалы
  • Контактная форма

Выбрать язык

• Немецкий
• Английский
• Французский
• Китайский

Поиск товаров

Датчики давления

Надежные, точные

Главная> Продукция> Датчики давления

Субнавигация

• Оптические датчики
  • Детекторы
    • PIN Фотодиоды
      • Серия 6b: фотодиоды, чувствительные к синему / зеленому цвету
      • Series 5: высокоскоростные фотодиоды, чувствительные к ближнему ИК-диапазону
      • Series 6: ИК-фотодиоды с минимальным темновым током
    • Quadrant PIN фотодиоды (QP)
    • Лавинные фотодиоды (APD)
      • Series 8: оптимизированы для высоких частот среза — 650 нм — 850 нм
      • Series 9: с повышенной чувствительностью в ближнем ИК-диапазоне — 900 нм
      • Series 10: с повышенной чувствительностью в ближнем ИК-диапазоне — 1064 нм
    • Квадрантные APD (QA)
    • Матрицы лавинных фотодиодов (матрицы ЛФД)
    • Позиционно-чувствительные диоды (PSD)
    • Фотодиоды InGaAs
    • Кремниевые фотоумножители (SiPM)
  • Модули
    • Гибриды
    • Оценочные модули
    • Источники высокого напряжения
  • Лазерные диоды
  • Индивидуальные решения
• Датчики излучения
  • Серия X: Детекторы ионизирующего излучения
  • Кремниевые фотоумножители (SiPM)
• Датчики давления
  • Датчики давления
    • Standard Line STARe
    • Промышленная линия STARe
    • Линия высокой устойчивости STARe
    • Индивидуальные решения
  • Компоненты датчика давления
    • STARe A / G серии K
    • Серия K STARe D
  • Базовые датчики давления
    • HMU
  • Компенсированные датчики давления
    • HCL
    • HDO
    • HRO
    • PCO
    • PLO
    • PMO
  • Датчики давления с усилением
    • HDI
    • HCLA
    • HTD
    • LMI
    • LME
    • LDE
    • левый руль ULTRA
    • HMA
    • HMI
    • HME
    • HCA-BARO
    • HCE
    • PLA
    • 144S / 144L…PCB
    • 140ПК / 160ПК … печатная плата
    • 110L / 430L … печатная плата
    • 140SC / 420SC … Печатная плата
  • Датчики атмосферного давления
    • HCA-BARO
    • HDI-BARO
    • HCE-BARO
    • 144S-BARO
  • Датчики давления с повышенной совместимостью со средами
    • HMA
    • HMI
    • HME
    • HMU
  • Датчики давления для агрессивных жидкостей и газов
    • SSI
    • ССО
  • Датчики низкого давления
    • CTE / CTU 7000
    • BTEL / PTUL5000
    • BTE / PTE / PTU5000
  • Преобразователи давления для агрессивных жидкостей и газов
    • CTE / CTU8000
    • CTE / CTU 9000
    • КТЕ / КТУ3000
    • КТЕ / КТУ6000
  • Датчики давления для OEM-приложений

Датчик давления

Цифровой датчик давления воздуха

Компактный цифровой датчик атмосферного давления

Датчик давления измеряет давление, как правило, газов или жидкостей.Давление — это выражение силы, необходимой для предотвращения расширения жидкости, и обычно выражается в единицах силы на единицу площади. Датчик давления обычно действует как преобразователь; он генерирует сигнал в зависимости от приложенного давления. В данной статье такой сигнал является электрическим.

Датчики давления

используются для управления и контроля в тысячах повседневных приложений. Датчики давления также могут использоваться для косвенного измерения других переменных, таких как поток жидкости / газа, скорость, уровень воды и высота.Датчики давления в качестве альтернативы могут называться преобразователи давления , преобразователи давления , датчики давления , индикаторы давления и пьезометры , манометры и другие названия.

Датчики давления

могут значительно различаться по технологии, конструкции, характеристикам, применимости и стоимости. По самым скромным подсчетам, по всему миру существует более 50 технологий и не менее 300 компаний, производящих датчики давления.

Существует также категория датчиков давления, которые предназначены для измерения в динамическом режиме для регистрации очень быстрых изменений давления. Примером применения этого типа датчика может быть измерение давления сгорания в цилиндре двигателя или в газовой турбине. Эти датчики обычно изготавливаются из пьезоэлектрических материалов, таких как кварц.

Некоторые датчики давления, такие как те, что используются в некоторых камерах контроля дорожного движения, работают в двоичной системе (включение / выключение), т.е.е., когда давление подается на датчик давления, датчик замыкает или разрывает электрическую цепь. Эти типы датчиков также известны как реле давления.

Виды измерения давления

кремниевые пьезорезистивные датчики давления

Датчики давления

можно классифицировать по диапазонам давления, которые они измеряют, диапазонам рабочих температур и, что наиболее важно, по типу измеряемого давления. По типу давления датчики давления можно разделить на пять категорий:

Этот датчик измеряет давление относительно давления идеального вакуума (0 фунтов на квадратный дюйм или без давления).Атмосферное давление составляет 101,325 кПа (14,7 фунт / кв. Дюйм) на уровне моря по отношению к вакууму.

Этот датчик используется в различных приложениях, поскольку его можно откалибровать для измерения давления относительно заданного атмосферного давления в заданном месте. Манометр в шинах является примером индикации манометрического давления. Когда манометр показывает 0 фунтов на квадратный дюйм, в шине действительно 14,7 фунтов на квадратный дюйм (атмосферное давление).

Этот датчик используется для измерения давления ниже атмосферного в заданном месте.Это может вызвать некоторую путаницу, поскольку промышленность может относиться к датчику вакуума как к датчику, который привязан либо к атмосферному давлению (т. Е. Измеряет отрицательное манометрическое давление), либо к абсолютному вакууму.

• Датчик перепада давления

Этот датчик измеряет разницу между двумя или более давлениями, вводимыми в качестве входных сигналов в чувствительный блок, например, измеряя падение давления на масляном фильтре. Дифференциальное давление также используется для измерения расхода или уровня в сосудах под давлением.

Этот датчик аналогичен датчику избыточного давления, за исключением того, что он предварительно откалиброван производителями для измерения давления относительно давления на уровне моря.

Датчик давления

Существует две основные категории аналоговых датчиков давления.

Типы коллектора силы Эти типы электронных датчиков давления обычно используют коллектор силы (такой как диафрагма, поршень, трубка Бурдона или сильфон) для измерения деформации (или отклонения) из-за приложенной силы (давления) по площади.

• Пьезорезистивный тензодатчик

Использует пьезорезистивный эффект связанных или формованных тензодатчиков для определения деформации, вызванной приложенным давлением. Распространенными типами технологий являются кремний (монокристаллический), тонкая пленка из поликремния, склеенная металлическая фольга, толстая пленка и тонкая пленка с напылением. Обычно тензодатчики подключаются по мостовой схеме Уитстона, чтобы максимизировать выходной сигнал датчика. Это наиболее часто используемая сенсорная технология для измерения давления общего назначения.Как правило, эти технологии подходят для измерения абсолютного, манометрического, вакуумного и дифференциального давления.

Использует диафрагму и полость под давлением для создания переменного конденсатора для определения деформации из-за приложенного давления. В обычных технологиях используются металлические, керамические и кремниевые диафрагмы. Как правило, эти технологии чаще всего применяются при низких давлениях (абсолютное, дифференциальное и манометрическое)

Измеряет смещение диафрагмы путем изменения индуктивности (сопротивления), LVDT, эффекта Холла или по принципу вихревых токов.

Использует пьезоэлектрический эффект в некоторых материалах, таких как кварц, для измерения деформации чувствительного механизма из-за давления. Эта технология обычно используется для измерения высокодинамичных давлений.

Методы включают использование физического изменения оптического волокна для обнаружения деформации из-за приложенного давления. Типичным примером этого типа является волоконная брэгговская решетка. Эта технология используется в сложных приложениях, где измерения могут проводиться очень удаленно, при высоких температурах или могут быть полезны технологии, изначально устойчивые к электромагнитным помехам.В другом аналогичном методе используется эластичная пленка, состоящая из слоев, которые могут изменять длину отраженной волны в зависимости от приложенного давления (деформации). ^[1] .

Использует движение стеклоочистителя по резистивному механизму для определения деформации, вызванной приложенным давлением.

Другие типы

Эти типы электронных датчиков давления используют другие свойства (например, плотность) для определения давления газа или жидкости.

Использует изменения резонансной частоты в чувствительном механизме для измерения напряжения или изменений плотности газа, вызванных приложенным давлением.Эта технология может использоваться в сочетании с коллектором силы, например, в категории выше. В качестве альтернативы может использоваться резонансная технология, когда сам резонирующий элемент подвергается воздействию среды, при этом резонансная частота зависит от плотности среды. Датчики изготовлены из вибрирующей проволоки, вибрирующих цилиндров, кварца и кремниевых МЭМС. Обычно считается, что эта технология обеспечивает очень стабильные показания с течением времени.

Использует изменения теплопроводности газа из-за изменений плотности для измерения давления.Типичным примером этого типа является калибр Пирани.

Измеряет поток заряженных частиц газа (ионов), который изменяется из-за изменений плотности для измерения давления. Распространенными примерами являются датчики с горячим и холодным катодом.

Существует множество других способов определить давление на основе его плотности (скорости звука, массы, показателя преломления) среди прочих.

Приложения

Датчики давления находят множество применений:

Здесь интересующим измерением является давление, выраженное как сила на единицу площади (.Это полезно в метеорологических приборах, самолетах, автомобилях и любой другой технике, в которой реализована функция измерения давления.

Это полезно в самолетах, ракетах, спутниках, метеозондах и многих других приложениях. Во всех этих приложениях используется взаимосвязь между изменениями давления по отношению к высоте. Эта связь регулируется следующим уравнением ^[2] :

Это уравнение откалибровано для высотомера до 36 090 футов (11 000 м).За пределами этого диапазона будет внесена ошибка, которую можно рассчитать по-разному для каждого датчика давления. Эти расчеты ошибок будут учитывать ошибку, вызванную изменением температуры при повышении температуры.

Датчики барометрического давления

могут иметь разрешение по высоте менее 1 метра, что значительно лучше, чем у систем GPS (разрешение по высоте около 20 метров). В навигационных приложениях высотомеры используются для того, чтобы различать уровни дорог для автомобильной навигации и уровни этажей в зданиях для пешеходной навигации.

Это использование датчиков давления в сочетании с эффектом Вентури для измерения расхода. Перепад давления измеряется между двумя сегментами трубки Вентури, имеющими разное отверстие. Разница давлений между двумя сегментами прямо пропорциональна расходу через трубку Вентури. Датчик низкого давления требуется почти всегда, так как перепад давления относительно невелик.

Датчик давления также может использоваться для расчета уровня жидкости.Этот метод обычно используется для измерения глубины затопленного тела (например, как водолаз или подводная лодка), или уровень содержания в резервуаре (например, в водонапорной башне). Для большинства практических целей уровень жидкости прямо пропорционален давлению. В случае пресной воды, где ее содержимое находится под атмосферным давлением, 1 фунт / кв. Дюйм = 27,7 дюйма вод. Ст. / 1 ​​Па = 9,81 мм вод. Основное уравнение для такого измерения —

, где P = давление, p = плотность жидкости, г = стандартная сила тяжести, h = высота столба жидкости над датчиком давления

Датчик давления может использоваться для определения падения давления из-за утечки в системе.Обычно это делается либо путем сравнения с известной утечкой с использованием перепада давления, либо путем использования датчика давления для измерения изменения давления во времени.

• Ратиометрическая коррекция выходного сигнала датчика

Пьезорезистивные преобразователи, сконфигурированные как мосты Уитстона, часто демонстрируют логометрические характеристики не только в отношении измеренного давления, но и напряжения питания преобразователя.

где:

V _out — выходное напряжение преобразователя.

P — фактическое измеренное давление.

K — номинальный масштабный коэффициент преобразователя (при идеальном напряжении питания преобразователя) в единицах напряжения на давление.

В с _{фактическое} — фактическое напряжение питания преобразователя.

В с _{идеально} — идеальное напряжение питания преобразователя.

Коррекция измерений датчиков, демонстрирующих такое поведение, требует измерения фактического напряжения питания преобразователя, а также выходного напряжения и применения обратного преобразования этого поведения к выходному сигналу:

ПРИМЕЧАНИЕ. Синфазные сигналы, часто присутствующие в преобразователях, сконфигурированных как мосты Уитстона, не рассматриваются в этом анализе.