14.10.2022

Як працюють датчики тиску?

Як працюють датчики тиску? />

Через різні умови вимірювання, діапазони й матеріали, які використовуються в датчиках, датчики тиску мають різноманітні конструкції. Часто тиск можна перетворити в якусь проміжну форму, таку як зміщення, визначивши величину відхилення на діафрагмі, розташованої на одній лінії з рідиною. Потім датчик перетворює це зміщення в електричний вихідний сигнал, наприклад напругу або струм. Враховуючи відому площу діафрагми, можна розрахувати тиск. Датчики тиску мають шкалу, яка забезпечує метод перетворення в інженерні одиниці виміру.
Три найуніверсальніші типи датчиків тиску — це резистивні (на основі тензодатчиків), ємнісні та п’єзоелектричні датчики.

ДАТЧИКИ НА БАЗІ МОСТА ОПОРУ
З усіх датчиків тиску, датчики з мостом Уітстона (на основі тензорезистора) є найпоширенішими, оскільки вони пропонують рішення, які відповідають різним обмеженням точності, розміру, міцності та вартості. Датчики на базі мостів можуть вимірювати абсолютний, надлишковий або диференціальний тиск, як у високому, так і в низькому діапазоні. Вони використовують тензодатчик для виявлення деформації діафрагми, на яку діє застосовуваний тиск.
Коли зміна тиску спричиняє відхилення діафрагми, відповідна зміна опору відображається на тензодатчику, яку можна виміряти за допомогою кондиційованої системи збору даних. Фолійні тензодатчики можна прикріпити безпосередньо до діафрагми або до елемента, що механічно з’єднаний із діафрагмою. Іноді також використовуються кремнієві тензодатчики. Для цього методу ви травите резистори на основі кремнію та використовуєте трансмісійну рідину для передачі тиску від діафрагми до підкладки.

ЄМНІСНІ ДАТЧИКИ ТИСКУ
Датчик тиску зі змінною ємністю вимірює зміну ємності між металевою діафрагмою та нерухомою металевою пластиною. Ємність між двома металевими пластинами змінюється, якщо відстань між цими двома пластинами змінюється внаслідок прикладеного тиску.

П’ЄЗОЕЛЕКТРИЧНІ ДАТЧИКИ ТИСКУ
П’єзоелектричні датчики покладаються на електричні властивості кристалів кварцу, а не на перетворювач на базі резистивного мосту. Ці кристали, коли деформуються, генерують електричний заряд. Електроди передають заряд від кристалів до підсилювача, вбудованого в датчик. Ці датчики не потребують зовнішнього джерела збудження, але вони чутливі до ударів і вібрації.

КОНДИЦІОНОВАНІ ДАТЧИКИ ТИСКУ
Датчики, що містять інтегральні схеми, такі як підсилювачі, називаються підсиленими датчиками. Ці типи датчиків можуть бути виготовлені з використанням мостових, ємнісних або п’єзоелектричних перетворювачів. У разі підсиленого датчика на основі моста сам блок забезпечує резистори та посилення, необхідне для вимірювання тиску безпосередньо за допомогою пристрою збору даних. Хоча збудження все одно має бути забезпечене, точність збудження менш важлива.
 

Повернутися до статей

Останні новини