Что такое датчик давления?

Что такое датчик давления?

Датчик давления — это устройство, измеряющее давление газа или жидкости. Измерительная секция преобразует изменение, вызванное давлением, в электрический сигнал и выдает давление. Типичная измерительная часть — это датчик манометрического типа.

Для датчиков манометрического типа используются полупроводниковые датчики, тензодатчики и тонкие металлические пленки. Некоторые типы могут быть настроены на атмосферное давление, абсолютное давление или произвольный стандарт давления во время измерения.

Применение датчиков давления

Датчики давления используются во многих промышленных процессах для измерения давления в трубопроводах и оборудовании.

Необходимо выбрать подходящий датчик давления с учетом диапазона давления, типа используемого газа или жидкости, температуры, при которой он будет использоваться, и его долговечности. Датчики давления используются в различных приложениях, как показано ниже.

• Измерение давления жидкостей в оборудовании для наполнения жидкостью
• Измерение давления жидкостей и газов, текущих в трубах на заводах
• Измерение давления для контроля давления в оборудовании, которое использует вещества, высокореагирующие на давление
• Применение в ковриках датчика давления
• Применение в автомобилях, промышленном оборудовании, аэрокосмической отрасли, медицине и т. д.

Принцип работы датчиков давления

Датчики давления манометрического типа измеряют давление путем обнаружения деформации мембраны. Существует несколько типов методов обнаружения, таких как датчик полупроводникового типа, тензодатчик и металлический тонкопленочный тип.

Четыре калибровочных резистора размещены на поверхности диафрагмы, и когда диафрагма деформируется под давлением, значение электрического сопротивления изменяется. 4 калибровочных резистора собраны в мостовую схему для вывода изменения сопротивления в виде напряжения.

1. Датчики давления полупроводникового типа

Полупроводниковые датчики давления используют полупроводник в качестве диафрагмы и измеряют давление с помощью пьезоэлектрического эффекта, который является свойством полупроводника изменять свое электрическое сопротивление, когда он подвергается давлению. Изменение сопротивления в ответ на давление намного больше, чем в других методах, и полупроводниковые датчики давления характеризуются высокой прочностью устройства, поскольку может быть изготовлена ​​прочная диафрагма.

2. Датчики давления тензодатчикового типа

В датчиках давления тензодатчик прикреплен к задней стороне диафрагмы, и измеряется изменение сопротивления датчика. Тензодатчик — это устройство, которое измеряет деформацию, используя свойство металла изменять электрическое сопротивление при его деформации.

3. Датчики давления тонкопленочного типа из металла

Датчики давления тонкопленочного типа измеряют давление путем формирования тонкой металлической пленки на диафрагме и измерения изменения электрического сопротивления деформированной тонкой металлической пленки из-за давления. Они очень чувствительны к тензодатчикам и могут использоваться при высоких температурах.

4. Датчики давления, отличные от датчиков

Помимо датчиков давления манометрического типа существуют и другие типы датчиков давления, такие как емкостные, оптоволоконные и вибрационные.

Емкостной тип определяет емкость между фиксированным электродом и диафрагменным электродом. Величина смещения диафрагмы, которая деформируется в ответ на изменения давления, измеряется как изменение емкости и преобразуется в давление. Подходит для измерения давления нескольких типов газов или газовых смесей.

В оптоволоконном типе, когда давление прикладывается к диафрагме, дифракционная решетка на конце оптоволокна деформируется, и измеряется изменение длины волны отраженного света. Он может измерять высокие температуры и высокую точность и используется для измерения давления расплавленной смолы и кровяного давления внутри тела.

В вибрационном типе преобразователь устанавливается в кремниевый диафрагменный чип, и когда диафрагма деформируется давлением, собственная частота преобразователя изменяется. Изменение частоты обнаруживается и преобразуется в давление. Он обладает такими характеристиками, как высокая точность, высокая чувствительность и высокое разрешение.

Примеры применения датчиков давления

1. Коврик датчика давления

Одним из примеров применения датчика давления является коврик датчика давления. Коврик датчика давления обычно имеет форму тонкого коврика и предназначен для укладки на пол и т. д.

Примерами применения ковриков с датчиками давления являются обнаружение входа в помещение с высокой степенью безопасности или входа в опасную зону на заводе. Если входящий наступает на коврик с датчиками давления, датчики давления могут подать звуковой сигнал или включить лампу на основе обнаруженной информации.

Кроме того, установив коврики с датчиками давления в помещениях учреждений или у входов в дома, можно узнать, когда человек с деменцией собирается уйти.

2. Датчики давления для автомобилей

Автомобильные датчики давления используются в качестве датчиков для точного измерения давления жидкостей и газов с целью повышения топливной экономичности и других факторов. Поскольку датчики давления, используемые в автомобилях, компактны, высокоточны и применяются в жестких условиях эксплуатации, широко используются полупроводниковые датчики давления с пьезорезисторами.

Автомобильные датчики давления должны работать надежно и точно в течение длительного времени при рабочих температурах от -30°C до 150°C и даже выше 300°C в зависимости от места использования. Кроме того, поскольку дизельные двигатели должны сжимать смесь топлива и воздуха при очень высоких давлениях, датчики давления должны иметь возможность точно измерять давление до 200 МПа.