Что такое цифровой датчик давления?

Что такое цифровой датчик давления?

Цифровой датчик давления — это устройство, которое в цифровом виде отображает давление внутри трубы.

Этот метод отображения имеет преимущество в снижении риска неправильного считывания и может использоваться в темных местах. Цифровые датчики давления измеряют давление с помощью внутреннего пьезоэлектрического элемента. Поэтому измерение можно выполнять без непосредственного прикосновения к жидкости, текущей в трубопроводе.

Используемый датчик следует менять в зависимости от типа жидкости. Они делятся на датчики для жидкостей, газов, легковоспламеняющихся жидкостей и т. д. Кроме того, поскольку датчик крепится к трубопроводу, необходимо обращать внимание на диаметр трубопровода.

Применение цифровых датчиков давления

Хотя цифровые датчики давления редко используются в обычных домах, они очень широко используются в промышленности. На промышленных предприятиях и заводах жидкости (например, вода или масло) перемещаются по трубам к различным устройствам. Для перекачивания жидкости требуется определенная сила, и эта сила создает давление выше атмосферного.

Теоретически, если к одной и той же жидкости приложить ту же силу, то результирующее давление должно быть таким же. Однако отказ оборудования или ухудшение состояния трубопровода может привести к давлению, отличающемуся от ожидаемого.

Обнаруживая и регистрируя эти неожиданные изменения давления, цифровые датчики давления играют важную роль в обнаружении проблем на ранней стадии и вносят вклад в контроль качества.

Принцип работы цифровых датчиков давления

Цифровые датчики давления измеряют давление, когда к пьезоэлектрическому элементу, содержащемуся в датчике, прикладывается сила. При приложении давления генерируется электрический ток, соответствующий силе, который обрабатывается и отображается в виде электрического сигнала. Типичным примером пьезоэлектрического элемента является полупроводник. Полупроводник — это вещество, которое проводит электричество при определенных условиях.

В отличие от изоляторов и проводников, время протекания электричества можно свободно изменять путем манипуляций. Наиболее часто используемым материалом является кремний. Гибкая мембрана (диафрагма) прикреплена к кремниевой подложке. При приложении давления диафрагма изгибается, и кремниевая подложка изгибается вместе с ней.

Сила вызывает пьезоэлектрический эффект, который изменяет состояние заряда в подложке, что приводит к появлению напряжения. Поскольку интенсивность тока изменяется с напряжением, можно измерить, какое давление приложено.

Существуют также другие типы, которые прикрепляют резистивный мост к диафрагме и измеряют величину деформации на диафрагме как изменение напряжения. При использовании величины деформации используется металлическая диафрагма, и в основном используется нержавеющая сталь.

Типы цифровых датчиков давления

Цифровые датчики давления классифицируются на множество типов в зависимости от их применения, чувствительности, формы и диапазона масштабирования. Основные типы перечислены ниже.

1. Датчик абсолютного давления

Датчики абсолютного давления могут измерять давление относительно вакуума. Обычно атмосферное давление считается равным одной атмосфере, но этот тип датчика основан на абсолютном нуле.

Этот датчик в основном используется для прогнозирования погоды, высотомеров и оборудования для уборки.

2. Датчик избыточного давления

Датчики избыточного давления могут измерять давление относительно текущего атмосферного давления. Другими словами, эти датчики могут считывать относительные изменения давления. Эти датчики используются для измерения давления в шинах автомобилей, управления давлением в кондиционерах и т. д.

3. Датчик дифференциального давления

Датчики перепада давления могут измерять разницу давления между двумя источниками давления. Эти датчики в основном используются для обнаружения засоренных фильтров или для контроля потока жидкости.

4. Датчик давления экрана

Датчики давления экрана могут устанавливать определенное опорное давление и измерять давление относительно этого давления. Они в основном используются для телеметрии и регистрации данных.

Как выбрать цифровой датчик давления

При выборе цифрового датчика давления следует учитывать множество факторов, включая рабочую среду, интересующую жидкость, диапазон измерения и точность.

1. Рабочая среда

На датчики могут влиять такие условия окружающей среды, как высокая или низкая температура, влажность и вибрация. Поэтому при выборе датчика важно тщательно учитывать рабочую среду.

2. Целевая жидкость

Подходящий датчик зависит от типа жидкости или газа. Особенно при работе с едкими жидкостями или пищевыми продуктами необходимо проверять устойчивость датчика к целевому веществу.

3. Диапазон измерения и точность

Диапазон измерения и точность датчика также являются важными критериями выбора. Важно подтвердить, насколько точно датчик может измерять в требуемом диапазоне давления.

4. Простота установки и эксплуатации

Простота установки и эксплуатации датчика также важны. Соответствующий интерфейс и метод установки следует выбирать с учетом местоположения датчика и уровня квалификации человека, использующего датчик.