Что такое датчик давления (Датчик давления)?

Датчик давления – это устройство или аппаратура, которые могут чувствовать давление и преобразовывать его в используемые выходные электрические сигналы в соответствии с определенным правилом. Датчики давления обычно состоят из элементов, чувствительных к давлению, и блоков обработки сигналов. В зависимости от типа измеряемого давления датчики давления могут быть классифицированы как измерители давления по шкале, дифференциальные датчики давления и абсолютные датчики давления.

Датчики давления являются одними из самых широко используемых датчиков в промышленности. Датчики давления (передатчики давления) используются для измерения давления в трубах и контейнерах. Давление может быть измерено с помощью методов, таких как сопротивление растяжения, полупроводниковые растяжения, пьезорезистивные, индуктивные, емкостные, магнитное управление, керамические пьезоэлектрические, датчики давления, а также U-образные давлегауги, которые непосредственно указывают атмосферное давление, измеряя высоту жидкости. Также существуют ручные насосы давления (калибраторы), используемые для калибровки давления на месте.

Для датчиков давления, использующих тензорезистивные датчики, тензорезистивный датчик закрепляется на измерительном корпусе, и когда измерительный корпус подвергается давлению, он деформируется, что вызывает изменение сопротивления или внутренних характеристик тензорезистивного датчика. Это приводит к изменению напряжения, подаваемого на тензорезистивный датчик, которое затем извлекается с помощью мостовой схемы, усиливается и выводится в виде соответствующего измерительного сигнала. Принцип измерения давления датчиками аналогичен принципу измерения уровня жидкости. Для датчиков давления, использующих измерительную трубку, механическое деформирование происходит, когда измерительная трубка заполнена испытуемой жидкостью, что приводит к приводу измерительного элемента, например, потенциометра, к производству электрического сигнала, пропорционального давлению.

Существуют давломеры с различными функциями, такие как устойчивость к коррозии, устойчивость к землетрясениям, устойчивость к высокой температуре, а также диафрагмы, наполненные маслом, устойчивые к землетрясениям и высоким температурам. Для измерения различных диапазонов давления существуют давломеры с положительным давлением, отрицательным давлением, дифференциальным давлением, диапазонами положительного и отрицательного давления и т. д. Для измерения различных сред также существуют давломеры с различными специализированными функциями. Дифференциальные давлевые передатчики могут измерять разницу давления между двумя трубопроводами, тогда как передатчики давления могут измерять давление только в одной точке трубопровода.

Давлевые датчики, которые выдают только коммутационные сигналы, называются давлевыми выключателями или реле давления. Значение давления для действия давлевого выключателя может быть установлено по требованию, и когда давление достигает действующего давления, срабатывает контактный выключатель. Давломер с контактами называется электрическим контактным давломером, и его принцип заключается в том, что когда давление превышает высокое заданное значение, срабатывает один контакт, а когда давление меньше низкого заданного значения, срабатывает другой контакт.

Принципы датчиков

Резистивный датчик давления Металлический резистивный напряженностный датчик является одним из основных компонентов резистивного напряженностного датчика. Рабочий принцип металлического резистивного напряженностного датчика основан на явлении изменения сопротивления напряжения при механическом деформировании, известном как эффект резистивного напряжения.

2. Керамический датчик давления Керамический датчик давления основан на резистивном эффекте. Давление непосредственно действует на переднюю поверхность керамической диафрагмы, вызывая ее легкую деформацию. Толстопленочные резисторы наносятся на заднюю поверхность керамической диафрагмы и подключаются в мостовую схему Уитстона. Из-за резистивного эффекта давления-чувствительный резистор, мостовая схема выдает напряженный сигнал, высоко линеен с давлением и напрямую пропорционален возбуждающему напряжению. Стандартный сигнал калибруется на 2,0/3,0/3,3 мВ/В в зависимости от разных диапазонов давления и совместим с датчиками на основе напряжения.

Датчик давления на основе диффузионного кремния: Рабочий принцип датчика давления на основе диффузионного кремния также основан на пьезорезистивном эффекте. Давление измеряемой среды напрямую действует на диафрагму датчика (изготовленную из нержавеющей стали или керамики) на основе пьезорезистивного эффекта, вызывая деформацию диафрагмы, пропорциональную давлению среды. Это изменяет сопротивление датчика, которое обнаруживается электронной схемой и преобразуется в стандартный измерительный сигнал, соответствующий давлению.
Датчик давления из сапфира: Используя принцип растяжения, используется полупроводниковый измерительный элемент из кремния и сапфира, который обладает непревзойденными характеристиками измерения. Поэтому полупроводниковый измерительный элемент изготовленный из кремния и сапфира имеет хорошие рабочие характеристики даже при высоких температурах и не чувствителен к изменениям температуры. Сапфир обладает сильной радиационной стойкостью. Кроме того, полупроводниковый измерительный элемент из кремния и сапфира не имеет п-н дрейфа.
Датчик давления на основе пьезоэлектричества: Основным рабочим принципом датчика давления на основе пьезоэлектричества является пьезоэлектрический эффект. Пьезоэлектрический датчик нельзя использовать для статического измерения, поскольку заряд, генерируемый внешней силой, сохраняется только тогда, когда цепь имеет бесконечное входное сопротивление. На практике это не так, что определяет, что пьезоэлектрический датчик может измерять только динамическое напряжение.