Датчик тиску

Матеріал з Вікі-знання або навчання 2.0 в ТНТУ
Перейти до: навігація, пошук

Датчик тиску - пристрій, фізичні параметри якого змінюються в залежності від тиску вимірюваного середовища (рідини, гази, пари). У датчиках тиск вимірюваного середовища перетворюється в уніфікований пневматичний чи електричний сигнали або цифровий код.

Зміст

Класифікація

За способом перетворення вимірюваного тиску в вихідний сигнал датчики тиску є:

  • деформаційні — трансформуються в електричний або електромагнітний сигнал за допомогою перетворювачів.
  • електричні — вимірюваний тиск, впливаючи на чутливий елемент змінює його електричні параметри: заряд, ємність або опір, які і є мірою тису.

За видом вимірюваного тиску датчики тиску поділяються на:

  • перетворювачі абсолютного тиску;
  • перетворювачі надлишкового тиску;
  • перетворювачі вакуумметричного тиску;
  • перетворювачі надлишкового/вакуумметричного тисків;
  • перетворювачі різниці тисків;
  • перетворювачі гідростатичного тиску.

За видом вихідного сигналу датчики тиску поділяються на:

  • аналогові (вимірюваний тиск перетворюється в аналоговий уніфікований пневматичний чи електричний сигнал);
  • цифрові.
МІДА-ДА-13П, МІДА-ДІ-13П

Мікроелектронний датчик абсолютного тиску МІДА-ДА-13П,

Область застосування: загальнопромислові системи контролю і регулювання, в т.ч. атомна електроенергетика.

Робоче середовище: рідини, гази, неагресивні до титанових сплавів і нержавіючих сталей.

Діапазон вимірювання: 0-0,04; 0-0,06; 0-0,10; 0-0,16; 0-0,25; 0-0,4; 0-0,6; 0-1; 0-2,5; 0-4; 0-6.

Основна похибка %: 0,15; 0,2; 0,25; 0,5

Діапазон робочих температур,°C: -40...+80

Мікроелектронний датчик залишкового тиску МІДА-ДІ-13П,

Область застосування: загальнопромислові системи контролю і регулювання, в т.ч. атомна електроенергетика.

Робоче середовище: рідини, гази, неагресивні до титанових сплавів і нержавіючих сталей.

Діапазон вимірюваних тисків, МПа: 0-0,01; 0-0,016; 0-0,025, 0-0,04; 0-0,06; 0-0,01; 0-0,16; 0-0,25; 0-0,4; 0-0,6; 0-1; 0-1,6; 0-2,5; 0-4; 0-6; 0-10; 0-16; 0-25; 0-40; 0-60, 0-100.

Основна похибка %: 0,15; 0,2; 0,25; 0,5

Діапазон робочих температур,°C: -40...+80

Сапфір-22МП

Перетворювач Сапфір-22МП

Комплекс мікропроцесорних датчиків Сапфір-22МП (надалі - датчики) призначений для пропорційного безперервного перетворення тиску, розрядження і різниці тисків рідин і газів нейтральних і агресивних середовищ в уніфікований струмовий вихідний сигнал. Датчики Сапфір-22МП є аналогами датчиків Сапфір-22МТ, мають ті ж приєднувальні розміри і являють собою нове покоління з серії "Сапфірів". У датчиках Сапфір-22МП зменшена допускається основна похибка, що допускається температурна похибка не перевищує основну на будь-якому з меж вимірювань. Перенастроювання меж, настройка "нуля" і "діапазону" здійснюється за допомогою виносного пульта управління і контролем вводиться параметра на табло. Датчики можуть бути переналаштовані на будь-який діапазон вимірювань як стандартний, так і нестандартний. Датчики різниці тиску можуть використовуватися в пристроях, призначених для перетворення значень рівня рідини, витрати рідини або газу. Датчики виготовляються для потреб народного господарства, для поставки на експорт, а також для експлуатації на об'єктах атомної енергетики (ОАЕ). Датчики випускаються за технічними умовами РІБЮ 406233.033 ТУ. По стійкості до кліматичних впливів датчики мають наступні виконання по ГОСТ 15150-69:

               У2 * - для роботи при температурі від мінус 30 до 50 ° С, і від мінус 40 до 80 ° С;
               УХЛ3.1 * і Т3 * - для роботи при температурі від 5 до 50 ° С;
               УХЛ3.1 ** і Т3 ** - для роботи при температурі від мінус 10 до 80 ° С.
               Відносна вологість навколишнього повітря - 95% при 35 ° С.

Датчик має виконання по вибухозахисту: в / н - невзривозащіщенное; Ех - вибухозахищене з видом вибухозахисту "іскробезпечне електричне коло" ia "і рівнем вибухозахисту" особовзривобезопасний "(О); відповідають ГОСТ 22782.5-78; маркування по вибухозахисту" ОЕxia IIСТ5 Х "по ГОСТ 12.2.020-76; категорія та група вибухонебезпечної суміші IIСТ5 по ГОСТ 12.1.011-78; Вн - вибухозахищене з видами вибухозахисту "спеціальний і вибухонепроникна оболонка" (sd) і рівнем вибухозахисту "вибухобезпечний" (1); відповідають ГОСТ 22782.3-77, ГОСТ 22782.6-81; маркування по вибухозахисту "1Еxsd11ВТ5" по ГОСТ 12.2.020-76; категорія і група вибухонебезпечної суміші IIВТ5 по ГОСТ 12.1.011-78 (крім датчиків абсолютного тиску) мод. 2030; 2040.невзривозащіщенное. Ступінь захисту від впливу води та пилу IP55 по ГОСТ 14254-96. Датчики, призначені для роботи на ОАЕ, випускаються тільки в невзривозащіщенном виконанні.

Сапфір-22МТ

Перетворювач Сапфір-22МТ

Датчики Сапфір-22МТ (надалі - датчики) призначені для безперервного пропорційного перетворення значення надлишкового тиску, розрідження і різниці тисків рідин і газів в уніфікований струмовий вихідний сигнал. Датчики є аналогами перетворювачів Сапфір-22М, мають ті ж приєднувальні розміри і мають низку переваг, а саме: зменшено допускається основна похибка, додаткова температурна похибка не перевищує основну на будь-якому з меж вимірювань, розширені межі перенастроювання, причому при перенастроюванні не потрібно коректування діапазону вимірювань . Датчики різниці тиску можуть використовуватися в пристроях, призначених для перетворення значень рівня рідини, витрати рідини або газу. Датчики виготовляються для потреб народного господарства, для поставки на експорт, а також для експлуатації на об'єктах атомної енергетики (ОАЕ). Датчики різниці тиску випускаються за технічними умовами РІБЮ 406233.016 ТУ. Датчики надлишкового тиску, розрідження, тиску-розрідження випускаються за технічними умовами РІБЮ 406233.021 ТУ По стійкості до кліматичних впливів датчики мають наступні виконання по ГОСТ 15150-69:

               У2 * - для роботи при температурі від мінус 30 до 50 ° С;
               У2 ** - для роботи при температурі від мінус 50 до 80 ° С;
               УХЛ3.1 * і Т3 * - для роботи при температурі від 5 до 50 ° С;           
               УХЛ3.1 ** і Т3 ** - для роботи при температурі від мінус 10 до 80 ° С.
               Відносна вологість навколишнього повітря - 95% при 35 ° С.

Датчик має виконання по вибухозахисту: - Н / в - невзривозащіщенное;

- Ех - вибухозахищене з видом вибухозахисту "іскробезпечне електричне коло" ia "і рівнем вибухозахисту" особовзривобезопасний "(О); відповідають ГОСТ 22782.5-78; маркування по вибухозахисту" ОЕxia IIСТ5 Х "по ГОСТ 12.2.020-76; категорія та група вибухонебезпечної суміші IIСТ5 по ГОСТ 12.1.011-78 (див. табл. 1, 2);
- Вн (sd) - вибухозахищене з видами вибухозахисту "спеціальний і вибухонепроникна оболонка" (sd) і рівнем вибухозахисту "вибухобезпечний" (1); відповідають ГОСТ 22782.3-77, ГОСТ 22782.6-81; маркування по вибухозахисту "1Еxsd11ВТ5" по ГОСТ 12.2. 020-76; категорія та група вибухонебезпечної суміші IIВТ5 по ГОСТ 12.1.011-78 (див. табл. 1, 2).
- Вн (d) - вибухозахищене з видом вибухозахисту "вибухонепроникна оболонка" (d) і рівнем вибухозахисту "вибухобезпечний" (1); відповідають ГОСТ 22782.3-77, ГОСТ 22782.6-81; маркування по вибухозахисту "1ЕхdIIBT5" по ГОСТ 12.2.020- 76; категорія та група вибухонебезпечної суміші IIВТ5 по ГОСТ 12.1.011-78 (див. табл. 1, 2)

Ступінь захисту від впливу води та пилу IP55 по ГОСТ 14254-96. Датчики, призначені для роботи на ОАЕ, випускаються тільки в невзривозащіщенном виконанні.

Вимірювальний перетворювач тиску PC-28

PC-28

Перетворювач тиску PC-28 призначений для вимірювання розрідження, а також надлишкового та абсолютного тиску газу, пари та рідини.

  • Ширина діапазону вимірювань: від (0 ÷ 2,5) кПа до (0 ÷ 100) МПа
  • Вихідний сигнал: (4 ÷ 20) мА (двухпроводная лінія)
  • Іскробезпечне виконання 0Exi A IICT6 X

Призначення

Перетворювач тиску PC-28 призначений для вимірювання розрідження, а також надлишкового та абсолютного тиску газу, пари та рідини.

Конструкція

Вимірювальним елементом є п'єзорезистивних кремнієва монолітна структура, вбудована в приймач тиску, що відділений від вимірюваного середовища розділовою мембраною і заповнений спеціальною манометричною рідиною. Залита силіконовим компаундом електронна схема поміщена в корпусі зі ступенем захисту з IP 65 до IP 67 залежно від обраного електричного з'єднання . Налагодження та калібрування Користувач за допомогою потенціометрів має можливість коректування "нуля" і діапазону вимірювань у межах до 10% без взаємодії настроювань.


Монтаж

Враховуючи, що перетворювач має невелику масу, він монтується безпосередньо на об'єкті. У разі вимірювань тиску пари або інших гарячих середовищ необхідно використовувати Сильфони або імпульсну трубку. Застосування спеціального манометричного вентиля перед перетворювачем полегшує монтаж, допомагає при коректуванні нуля і обнулення або при заміні перетворювача під час роботи об'єкта. У разі замовлення перетворювача з різьбою відмінної від зазначених (напр. ½ NPT), пропонується перехідний штуцер. З метою вимірювань рівня та тиску, що потребують спеціальних приєднань до вимірюваному процесу (харчова, хімічна промисловість і т. п.) перетворювач може бути оснащений одним з роздільників виробництва фірми Аплісенс

Сафір-М

Аналоговий датчик тиску Сафір-М

Датчики тиску "Сафір М "призначені для безперервного перетворення абсолютного, надлишкового, гідростатичного тисків, тиску-розрідження, розрідження, різниці тисків рідини і газів (в тому числі газоподібного кисню та кисневмісних сумішей) в уніфікований електричний сигнал постійного струму.

По вибухозахисту:

- Іскробезпечне електричне коло ("OExiaIICT5 X");

- Вибухонепроникна оболонка ("IExsdIIBT5");

- Невзривозащіщенний.

По стійкості до кліматичних впливів:

- У2 * (від -30 до +50 ° С);

- УХЛ 3.1 * (від +5 до +50 ° С);

- Т3 ** (від -5 до +80 ° С).

- Температура вимірюваного середовища від -40 до +110 ° С

- Ступінь захисту від впливу пилу і води IP 66

Верхні межі вимірів:

абсолютний тиск: від 0 ... 2,5 кПа до 0 ... 1,6 МПа

надлишковий тиск: від 0,04 кПа до 100 МПа

розрядження: від 0 ... -0,04 кПа до 0 ... -100 КПа

тиск-розрядження: від 0,04 кПа до 1,6 МПа

різниця тисків: від 0,01 кПа до 16 МПа

гідростатичний тиск: від 0 ... 1,6 кПа до 0 ... 1,6 МПа

Діапазон перенастроювань меж вимірювань до 25:1

Основна похибка вимірів не більше 0,1; 0,15; 0,25% від діапазону

Вихідний сигнал:

- 0-5 mA (5-0 mA) при живленні напругою 36 ± 0,72 В;

- 4-20 mA (20-4 mA) при живленні напругою постійного струму від 15 до 42 В;

- Лінійний або нелінійний (корнеізвлекающая функція);

- Перенастроювання вихідних сигналів 0-5 mA в 4-20 mA і навпаки.

Калібрування приладу в одиницях вимірювань:

кПа; МПа; бар; кгс / см 2 ; кгс / м 2 ; та ін

Датчики можуть бути використані:

- При автоматизації та контролі технологічних процесів в енергетиці, машинобудуванні, металургії, газової, нафтової, хімічної, харчової та інших галузях промисловості;

- При обліку, в тому числі комерційному, рідин і газів;

- В системах захисту та безпеки;

- При вимірюванні тиску газоподібного кисню та кисневмісних сумішей за межами вибухонебезпечної зони (кисневе виконання), а так само хімічно агресивних середовищ (хімічне виконання).

Датчики тиску мікропроцесорні Сафір-М

Мікропроцесорні Сафір-М

Датчики тиску "Сафір М "призначені для безперервного перетворення абсолютного, надлишкового, гідростатичного тисків, тиску-розрідження, розрідження, різниці тисків рідини і газів (в тому числі газоподібного кисню та кисневмісних сумішей) в уніфікований електричний сигнал постійного струму.

По вибухозахисту:

- Іскробезпечне електричне коло ("OExiaIICT5 X");

- Вибухонепроникна оболонка ("IExsdIIBT5");

- Невзривозащіщенний.

По стійкості до кліматичних впливів:

- У2 * (від -30 до +50 ° С);

- УХЛ 3.1 * (від +5 до +50 ° С);

- Т3 ** (від -5 до +80 ° С).

- Температура вимірюваного середовища від -40 до +110 ° С

- Ступінь захисту від впливу пилу і води IP 66

Верхні межі вимірів:

абсолютний тиск: від 0 ... 2,5 кПа до 0 ... 1,6 МПа

надлишковий тиск: від 0,04 кПа до 100 МПа

розрядження: від 0 ... -0,04 кПа до 0 ... -100 КПа

тиск-розрядження: від 0,04 кПа до 1,6 МПа

різниця тисків: від 0,01 кПа до 16 МПа

гідростатичний тиск: від 0 ... 1,6 кПа до 0 ... 1,6 МПа

Діапазон перенастроювань меж вимірювань до 25:1

Основна похибка вимірів не більше 0,1; 0,15; 0,25% від діапазону

Вихідний сигнал:

- 0-5 mA (5-0 mA) при живленні напругою 36 ± 0,72 В;

- 4-20 mA (20-4 mA) при живленні напругою постійного струму від 15 до 42 В;

- Лінійний або нелінійний (корнеізвлекающая функція);

- Перенастроювання вихідних сигналів 0-5 mA в 4-20 mA і навпаки.

Калібрування приладу в одиницях вимірювань:

кПа; МПа; бар; кгс / см 2 ; кгс / м 2 ; та ін

Датчики можуть бути використані:

- При автоматизації та контролі технологічних процесів в енергетиці, машинобудуванні, металургії, газової, нафтової, хімічної, харчової та інших галузях промисловості;

- При обліку, в тому числі комерційному, рідин і газів;

- В системах захисту та безпеки;

- При вимірюванні тиску газоподібного кисню та кисневмісних сумішей за межами вибухонебезпечної зони (кисневе виконання), а так само хімічно агресивних середовищ (хімічне виконання).

Датчики-реле тиску і різниці тисків ДН-40,ДТ,ДНТ,ДД

ДН-40,ДТ,ДНТ,ДД

Датчик перепаду тиску використовується в автоматизованих та повністю автоматичних системах управління, контролю і регулювання тиску (вакуумметричного, надлишкового, різниці тисків). Дивлячись по величині тиску, який необхідно контролювати, датчики поділяють на такі види:

  • ДН-40, ДН-6 і 2.5 - призначаються для напору;
  • ДТ-40 і 2.5 - для тяги;
  • ДД-1.6, ДД-0.25 - для тиску;
  • ДПН-2.5 - для перепаду тиску;
  • ДНТ-1 - для напору і тяги.

Контрольованим середовищем є гази, повітря, рідини, які неагресивні до Ал-9 (сплаву алюмінію) і гумі, що володіє стійкістю до масел. На об'єкті датчик-реле монтують вертикально штуцером вниз. Датчики-реле марок ДД-0.25, а також 1.6, ДТ і ДН-40 встановлюються за допомогою штуцера марки М 12 на 1.5. Для ущільнення використовують прокладки-шайби зі свинцю, фібри, м'якою міді або шкіри. Датчики-реле ДНТ-1, ДПН, ДТ-2.5, а також ДН-2.5 і 6 для установки на стіні закріплюють кронштейном за допомогою двох болтів М8. Контрольоване середовище підводять сталевий або мідною трубкою діаметром 10 на 1. Сертифікат відповідності № РОСС RU.АЮ66.НО9515 № 0414123 * від 26.12.2005 року.

Принципи реалізації

Датчик тиску складається з первинного перетворювача тиску, у склад якого входить чутливий елемент з приймачем тиску, схема вторинної обробки та пристрій виводу, розміщені у корпусі. Основною відмінністю таких приладів є точність реєстрації тиску, яка залежить від принципу перетворення тиску в електричний сигнал: тензометричний, п'єзорезистивних, ємнісний, індуктивний, резонансний, іонізаційний.

Тензометричний метод

Робота чутливих елементів датчиків базується на принципі вимірювання зміни опору тензорезисторів, приклеєних до титанової мембрани в умовах деформації під дією тиску.

Набули поширення дротові і фольгові тензорезистори, що виготовляють із провідників типу манганіну, ніхрому, константану, а також напівпровідникові тензорезистори, що виготовляють із кремнію та германію. Опір тензорезисторів, що виготовляють із провідників, становить 30...500 Ом, а опір напівпровідникових тензорезисторів від 5•10-2...10 кОм.

Удосконалювання технології виготовлення напівпровідникових тензорезисторів створило можливість виготовляти тензорезистори безпосередньо на кристалічному елементі, виконаному із кремнію або сапфіру. Пружні елементи кристалічних матеріалів мають пружні властивості, що наближаються до ідеальних. Кремнієві перетворювачі мають високу часову і температурну стабільність. Для вимірювання тиску чистих неагресивних діелектриків застосовуються вирішення, що юазуються на використанні чутливих елементів або без покриття, або з захистом силіконовим гелем. Для вимірювання тиску агресивних середовищ і у більшості промислових застосуваннях використовується перетворювач тиску в герметичному метало-скляному корпусі, з роздільною діафрагмою з нержавіючої сталі, що передає тиск вимірюваного середовища за допомогою кремнійорганічної рідини.

Класи точності тензорезисторних вимірювальних перетворювачів надлишкового тиску, вакууму та різниці тисків 0,6; 1,0; 1,5.

Діапазони вимірювання:

  • надлишкового тиску — від 0...10-3 до 0...60 МПа;
  • розрідження -1...0 кПа;
  • абсолютного тиску — від 0...2,5 кПа до 0...2,5МПа;
  • різниці тисків — від 0...1 кПа до 0...2,5МПа.

П'єзоелектричний метод

П'єзоелектричні вимірювальні перетворювачі тиску. В основу роботи цих перетворювачів покладене перетворення вимірювального тиску в зусилля за допомогою деформаційного чутливого елемента і наступного перетворення цього зусилля в сигнал вимірювальної інформації п'єзоелектричним перетворювальним елементом. Принцип дії п'єзоелектричного перетворювального елемента заснований на п'єзоелектричному ефекті, який спостерігається в ряді кристалів, таких, як кварц, турисін, титанат барію і ін. Суть п'єзоелектричного ефекту полягає в тому, що якщо кварцові пластини Х-зрізу піддати стиску силою N, то на її поверхні виникнуть заряди різних знаків. Значення заряду Q пов'язане із силою N співвідношенням

LaTeX: Q = k \cdot N,

де k — п'єзоелектрична постійна, котра не залежить від розміру пластини і визначається природою кристалу.

вимірювальні перетворювачі цього типу мають високі динамічні характеристики, що обумовило їхнє широке застосування при контролі тиску в системах зі швидкопротікаючими процесами. Чутливість п'єзоелектричних вимірювальних перетворювачів тиску може бути підвищена шляхом застосування декількох, паралельно включених кварцових пластин і збільшення ефективної площі мембрани.

Верхні межі вимірювання п'єзоелектричних перетворювачів тиску із кварцовими чутливими елементами 2,5…100 МПа. Класи точності 1,5; 2,0. Через витік заряду із кварцових пластин перетворювачі тисків цього типу не використовують для вимірювання статичних тисків.

Ємнісний метод

Ємнісні сенсори використовують метод зміни ємності конденсатора при зміні відстані між обкладками. Відомі керамічні або кремнієві ємнісні сенсори тиску і сенсори, виконані з використанням пружної металевої мембрани. При зміні тиску мембрана з електродом деформується і відбувається зміна ємності. В елементі з кераміки або кремнію, простір між обкладками зазвичай заповнений маслом або іншою органічною рідиною. Недолік - нелінійна залежність ємності від прикладеного тиску.

Резонансний метод

В основі методу лежать хвильові процеси: акустичні або електромагнітні. Це і пояснює високу стабільність датчиків і високі вихідні характеристики приладу.

Частковим прикладом може служити кварцовий резонатор. При прогині мембрани, відбувається деформація кристалу кварцу, підключеного в електричну схему і його поляризація. У результаті зміни тиску частота коливань кристала змінюється. Підібравши параметри резонансного контуру, змінюючи ємність конденсатора або індуктивність котушки, можна домогтися того, що опір кварцу падає до нуля - частоти коливань електричного сигналу і кристала збігаються - настає резонанс.

До недоліків можна віднести індивідуальну характеристику перетворення тиску, значний час відгуку, неможливість проводити вимірювання в агресивних середовищах без втрати точності показів приладу.

Індукційний метод

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

Перевагою такої системи, є можливість вимірювання низьких надлишкових і диференціальних тисків, досить висока точність і незначна температурна залежність. Однак датчик чутливий до магнітних впливів, що пояснюється наявністю котушок, які при проходженні змінного сигналу створюють магнітне поле.

Іонізаційний метод

В основі лежить принцип реєстрації потоку іонізованих частинок. Аналогом є лампові діоди. Лампа оснащена двома електродами: катодом і анодом, - нагрівачем а також. У деяких лампах останній відсутній, що пов'язано з використанням досконаліших матеріалів для електродів. Корпус лампи виконаний з високоякісного скла.

Перевагою таких ламп є можливість реєструвати низький тиск - аж до глибокого вакууму з високою точністю. Однак слід суворо враховувати, що подібні прилади не можна експлуатувати, якщо тиск у камері близький до атмосферного. Тому подібні перетворювачі необхідно поєднувати з іншими датчиками тиску, наприклад, ємнісними. Крім іншого, іонізаційні лампи повинні оснащуватися додатковими приладами, оскільки залежність сигналу від тиску є логарифмічною.

Прилади

рис.1 Манометр Бурдона

Інструменти, використовувані для вимірювання тиску називаються манометри і вакуумметри.

Манометр - це прилад для вимірювання тиску рідин і газів.

Вакуумметр (вакуум-манометр) — прилад для вимірювання тиску розріджених газів або для вимірювання глибини вакууму: різниці між атмосферним тиском і тиском розрідженого газу. Поширені теплові вакуум-манометри, зокрема з термопарами, дія яких ґрунтується на залежності теплопровідності газу від тиску.

Електронні датчики тиску

Тиск датчик - вимірювальний перетворювач тиску рідини або газу в електричний, пневматичний та іншого вигляду вихідний сигнал. Служить також для виміру розрядок і перепаду тиску. На тиск до 10Мн/м2( 100 кгс/см2 ) і вище. Тиск датчики будують за принципом прямого перетворення вимірюваного тиску в зусилля і потім у вихідний електричний сигнал наприклад п'єзоелектричні датчики, магнітопружні датчики. Для виміру відносно малого тиску, тиск датчики будують з проміжними і крайовими перетворювачами. Проміжними можуть служити рідинні манометричні перетворювачі, пружини мембрани, сильфони і ін. Як крайові застосовують реостатні, індуктивні, ємкісні перетворювачі.

рис.2 Принципова схема датчика тиску компенсаційного типа: а — електричній силовій компенсації; б — пневматичній силовій компенсації. ‎

Існують тиск датчики, що працюють на принципі електричної або пневматичної силової компенсації. Зусилля Р(див рис.2), що створюється вимірюваним тиском на чутливий елемент 1 , через систему важеля 2 врівноважується силовим пристроєм 3 зворотному зв'язку. При зміні тиску керівник елемент 4 індикатора розузгодження 5 відхиляється від свого первинного нульового положення. Сигнал розузгодження, що формується при цьому в індикаторі 5, посилюється в підсилювачі 6 і у вигляді вихідного струму i вих (або тиск Рвих ) поступає в пристрій 3 і на відліковий пристрій 7. Вихідний сигнал змінюється до тих пір, поки що розвивається в пристрої 3 силове протидію не зрівноважить вимірюваний тиск. У момент рівноваги елементи 2 і 4 повертаються в первинне положення. Рпіт — тиск в живлячій мережі. Вимір перепаду тиску здійснюють диференціальним (різницевим), мембранним, сільфоном або рідинним манометричним датчиком.


рис.3 Схема пристрою п'єзоелектричного датчика тиску: p — вимірюваний тиск; 1 — пьезопластіни; 2 — гайка з діелектрика; 3 — електричний вивід; 4 — корпус (службовець другим виводом); 5 — ізолятор; 6 — металевий електрод.‎


П'єзоелектричний датчик - вимірювальний перетворювач механічного зусилля в електричний сигнал; його дія заснована на використанні п'єзоелектричного ефекту (див. рис3 ). Один з варіантів конструкції п'єзоелектричного датчика тиску показаний на рис . Під дією вимірюваного тиску на зовнішній і внутрішній сторонах пари пластин пьезоелектрика виникають електричні заряди, причому сумарна ерс(електрорушійна сила) (між виводом і корпусом) змінюється пропорційно тиску. П'єзоелектричний датчик доцільно застосовувати при вимірі бистрозмінюючого тиску; якщо тиск міняється повільно, то зростає погрішність перетворення із-за «стікання» електричного заряду з пластин на корпус. Включенням додаткового конденсатора паралельно п'єзоелектричного датчика, можна зменшити погрішність виміру, проте при цьому зменшується напруга на виводах датчика. Основні достоїнства п'єзоелектричних датчиків — їх високі динамічні характеристики і здатність сприймати коливання тиску з частотою від десятків гц до десятків Мгц. Застосовуються при тензометричних вимірах, у вагових і сортувальних (по вазі) пристроях, при вимірах вібрацій і деформацій і т.д.


Магнітопружний датчик(магнітострикційний датчик) - вимірювальний перетворювач механічних зусиль (деформацій) або тиску в електричний сигнал. Дія магнітопружного датчика заснована на використанні залежності магнітних характеристик деяких матеріалів (наприклад, пермалою, інвару ) від механічної напруги в них. Робочий елемент магнітопружного датчика — магнітопровід, на якому розміщено одна або декілька обмоток, що включаються в міст вимірник. Магнітопровід магнітопружного датчика укріплюють на поверхні деталі (або споруди) у напрямі зусиль, що діють, або деформацій. Зміни магнітних характеристик, зокрема магнітній проникності матеріалу магнітопровода, виявляються в зміні індуктивності або взаїмоїндуктівності обмоток. Магнітопружний датчик найдоцільніше застосовувати при вимірах малих деформацій (як постійних, так і бистропеременних) в твердих тілах, а також вимірах тиску рідин і газів, коли потрібна висока чутливість вимірів при відносно малої їх точності.


Калібрування

Особисті інструменти
Google AdSense
реклама