Przesylatory ciśnienia są jednym z najczęściej stosowanych typów czujników stosowanych w sterowaniu automatyzacją przemysłową.typ pojemnościowy i monokrystaliczny krzem rezonansowy to trzy główne typy, z których każda ma swoją unikalną zasadę działania, zalety i wady oraz scenariusze zastosowania
Przesyłacz ciśnienia piezoresystywnego
Zasada działania
Przewodniki ciśnienia piezoresystywne wykorzystują piezoresystywne działanie monokrystalicznego lub polikrzemowego do przekształcania deformacji mechanicznych spowodowanych ciśnieniem w sygnały elektryczne:
1Ciśnienie działa na przepony czujące, a przepony stają się elastyczne deformacji.
2Element piezorezystywny (rezystor) na przepony zmienia swoją wartość oporu z powodu siły.
3Zmiana oporu jest przekształcana w sygnał napięcia przez most Wheatstone, a sygnał elektryczny wyjściowy jest proporcjonalny do ciśnienia.
Zalety:
1Wysoka precyzja.
2Prosta struktura i niskie koszty.
3Szybka prędkość reakcji, odpowiednia do pomiaru ciśnienia dynamicznego.
Wady:
1Jest wrażliwy na temperaturę i potrzebuje kompensacji temperatury.
2Poddawany wibracjom mechanicznym.
3Ogólna długoterminowa stabilność, duży dryft.
Scenariusz zastosowania
• pomiar ciśnienia płynów, gazów i par.
• rozległe zastosowania inżynieryjne, takie jak sprzęt do oczyszczania wody, ciśnienie oleju samochodowego, systemy chłodzenia itp.
Pojemnościowy nadajnik ciśnienia
Zasada działania
Pojemnościowy nadajnik ciśnienia wykorzystuje ciśnienie do zmiany pojemności:
1Ciśnienie działa na metalowy lub niemetalowy przepony, powodując elastyczne deformacje przepony.
2Diafragma i stała elektroda tworzą kondensator zmienny, a zmiana ciśnienia powoduje zmianę wartości pojemności.
3Zmiana pojemności jest przekształcana w sygnał elektryczny, a sygnał wyjściowy jest proporcjonalny do ciśnienia.
Zalety:
1Wysoka wrażliwość, szczególnie odpowiednia do pomiaru niskiego ciśnienia.
2. efekt niskiej temperatury, dobra długotrwała stabilność.
3. nadaje się do pomiaru wysokiego i niskiego ciśnienia.
Wady:
1. wrażliwe na zanieczyszczenia, wilgoć i inne środowiska, wymagające specjalnej obróbki.
2Przetwarzanie sygnału jest skomplikowane i kosztuje stosunkowo dużo.
3Szybkość odpowiedzi jest nieco wolniejsza niż w przypadku piezoresystywnego typu.
Scenariusz zastosowania
• Scenariusze precyzyjne, takie jak medyczne ciśnienie powietrza, sprzęt do przetwarzania żywności.
• Wysoka temperatura, wysokie ciśnienie, warunki o wysokiej korozji, takie jak przemysł chemiczny i naftowy.
Przekaźnik ciśnienia rezonansowego z krzemu monokrystalicznego
Zasada działania
Przekaźnik ciśnienia rezonansowego z krzemu jednokrystalicznego stosuje zasadę zmiany częstotliwości rezonansowej w krzemu jednokrystalicznym:
1Mikro rezonatory są przetwarzane na monokrystalicznej krzemowej przepony.
2Ciśnienie powoduje deformację przepony, co powoduje zmianę napięcia rezonatora.
3Zmiana napięcia zmienia częstotliwość wibracji rezonatora.
4Po zmierzeniu zmiany częstotliwości rezonansu obliczyć wartość ciśnienia za pomocą algorytmu.
Zalety:
1Wysoka precyzja.
2Dobra stabilność długoterminowa, niewielki przepływ, odpowiedni do długotrwałego pomiaru.
3Silna zdolność przeciwdziałania zakłóceniom, niewrażliwa na zakłócenia elektromagnetyczne i środowiskowe.
4. nadaje się do wysokich temperatur, wysokiego ciśnienia i trudnych warunków.
Wady:
1Wysoki koszt produkcji i wysoka cena.
2Prędkość odpowiedzi jest nieco wolna, nadaje się do pomiarów statycznych lub kwasydynamicznych.
3Złożony projekt i kalibracja.
Scenariusz zastosowania
Zastosowania wymagające wysokiej dokładności i niezawodności, takie jak rurociągi naftowe i gazowe, pomiary ciśnienia w przestrzeni powietrznej.
• urządzenia metrologiczne i badawcze.
