Датчики давления

Манометры с тензопреобразователями по быстродействию приближаются к пьезоэлектрическим манометрам. Их чувствительные элементы (сенсоры) представляют собой мембраны, на которых размещены проволочные, фольговые или полупроводниковые резисторы, сопротивление которых меняется при деформации мембраны под действием давления. Проволочные тензорезисторы проще в изготовлении, но их коэффициент тензочувствительности, определяемый. отношением относительных изменений сопротивления к деформации, на порядок меньше, чем у полупроводниковых. В западной литературе тензопреобразователи давления обычно называют пьезопреобразователями, поскольку на греческом языке piezo означает давлю

В настоящее время в РФ выпускаются преобразователи давления на базе КНС - структуры (кремний на сапфире). В преобразователях давления фирмы Siemens используется КНК-структура (кремний на кремнии). Характерным представителем преобразователей с КНС-структурой является «Сапфир-22», разработанный НИИТеи - лоприбором, его модификации в аналоговом и микропроцессорном вариантах в настоящее время выпускаются многими заводами РФ. В этих приборах для преобразования силового воздействия давления в электрический сигнал используется сапфировая мембрана с напыленными кремниевыми резисторами. Схема преобразователя «Сапфир-22» типа ДИ, предназначенного для измерения избыточных давлений с верхним пределом измерения 0,4 МПа и выше, представлена на рис. 10.21, а. Чувствительным элементом манометра является тензопреобразователъ 1 с двухслойной мембраной. Измеряемое давление действует на титановую мембрану, к которой сверху припаяна сапфировая мембрана с тензорезисторами. Элементы измерительной схемы и усилитель находятся в блоке 2.

Существуют два типа тензопреобразователей: давления (рис. 10.21, а) и силы (рис. 10.21, б). В тензопреобразователях давления измеряемое давление действует непосредственно на мембрану, поскольку при измерении давления в диапазоне 0,4 МПа и выше на мембране с тензопреобразователями диаметром 6…8 мм развиваются усилия, достаточные для ее деформации. В тензопреобразователях силы 4 нижняя металлическая мембрана имеет рычаг 3, к которому прикладывается сила, развиваемая мембранным блоком под действием давления. В преобразователях с диапазоном измерения менее 0,4 МПа (см. рис. 10.21, б) используются в качестве чувствительных элементов блоки из двух мембран 1, 2, жестко соединенных между собой и находящихся под воздействием атмосферного и измеряемого давлений (разрежения), либо разности давлений.

Жесткость мембранного блока в значительной мере определяется жесткостью мембранно-рычажного тензопреобразователя (преобразователя силы). Смещение центров мембран приводит к изгибу рычага 3 и сапфировой мембраны с тензорезисторами 4. Усилитель и элементы измерительной схемы находятся в блоке 5. Ряд давлений ниже 0,4 МПа перекрывается четырьмя моделями преобразователей, имеющими четыре различных площади мембран. При минимальных пределах измерения от 0,16 до 1,6 кПа (модель 10) диаметр мембранного блока составляет 90 мм, при пределах от 25 до 250 кПа (модель 40) он равен 64 мм, при этом соотношение площадей составляет 2:1.

Рис. 10.22. Схема размещения

тензорезисторов на поверхности мембраны (а) и эпюра напряжений (б)

Принципиальная схема размещения резисторов на поверхности сапфировой мембраны представлена на рис. 10.22, а. При деформации мембраны в соответствии с эпюрой, приведенной на рис. 10.22, б, касательные напряжения ст, имеют постоянный знак, тогда как радиальные аг его меняют. В связи с этим у размещенных, радиально вблизи края мембраны тензорезисторов с ростом давления сопротивление снижается, а у размещенных касательно увеличивается. Выбирая точки размещения тензорезисторов, обеспечиваем увеличение чувствительности измерительной схемы.

Датчик давления Rosemount 3051S

В датчиках давления Rosemount 3051S применяется конструкция SuperModule™. Она представляет собой полностью герметичный узел, обеспечивающий самую высокую защиту от проникновения пыли и воды (IP68). В состав узла входит плата электроники и емкостный преобразователь давления, выполненный по сенсорной технологии Saturn™. Основной и дублирующий сенсоры емкостной ячейки, выполненные по этой технологии, увеличивают надежность работы датчика и значительно улучшают метрологические характеристики.

Использование датчика в беспроводном исполнении для измерения параметров технологического процесса позволяет увеличить количество собираемой информации для более эффективного управления.

Перейти на страницу: 1 2

Другое по теме:

Разработка измерительной части системы регулирования температуры
измерительный электрический питание Высокопроизводительная, экономичная и безопасная работа технологических устройств требует применения современных методов и средств измерения величин, характеризующих ход производственного про ...

Проектирование транкинговой сети связи
Задан тип застройки района обслуживания. Определить рабочий диапазон частот исходя из типа застройки. . Определить среднее значение размеров зон обслуживания исходя из типа застройки района, мощности радиопередатчика, выс ...

©  www.techvarious.ru - 2021