Поскольку существует множество различных типов приложений для датчиков давления, доступно множество типов датчиков с широким спектром характеристик, будь то для суровых или коррозионных сред, медицинского оборудования или мобильных устройств. Выбор датчика давления означает выбор из широкого спектра технологий, пакетов, уровней производительности и функций, чтобы удовлетворить многочисленные требования к точному измерению давления, такие как:
· Давление газа внутри резервуара, например резервуара промышленного компрессора
· Измерение уровня или объема жидкости путем измерения давления на дне сосуда
· Измерение разницы давлений между двумя точками в системе как средство мониторинга или количественной оценки потока жидкостей или газов.
· Барометрическое давление: изменение атмосферного давления в зависимости от погодных условий или высоты. Полезно на метеостанциях, мониторинге окружающей среды или для помощи в навигационном счислении вместе с GPS или триангуляцией ячеек.
Что такое давление?
Давление = сила / площадь
В единицах СИ (MKS) сила в один ньютон, приложенная к площади в один квадратный метр, оказывает давление в один ньютон на квадратный метр или один паскаль.
Любой датчик давления содержит механизм или структуру, которая реагирует пропорционально приложенной силе. Площадь, к которой прикладывается сила, постоянна для данной конструкции датчика.
Можно измерить три различных типа давления: манометрическое, абсолютное и дифференциальное.
Манометрическое давление, абсолютное давление или дифференциальное давление?
Манометрическое давление
Манометрическое давление – это давление, измеренное относительно атмосферного давления окружающей среды. Он может быть положительным для давлений выше атмосферного или отрицательным для более низких давлений. Датчик избыточного давления будет иметь два порта, пропускающих среду при эталонном давлении и при давлении. Типичным применением датчика избыточного давления является измерение давления газа на уровне воды, масла, жидкости в вентилируемом резервуаре с использованием разницы гидростатического давления и атмосферного давления окружающей среды. Большинство преобразователей давления на рынке измеряют манометрическое давление, потому что в большинстве промышленных приложений можно использовать манометрическое давление.
Абсолютное давление
Датчики абсолютного давления дадут результат относительно нуля (идеальный вакуум). Датчики будут иметь один порт для входа среды и оказания давления на чувствительный элемент, производя положительное изменение выходного сигнала, величина которого пропорциональна приложенному давлению.
Это полезно в приложениях, которые измеряют атмосферное давление, например, для определения высоты. Датчики абсолютного давления также используются в приложениях для измерения давления, которые будут использоваться на разных высотах, поскольку атмосферное давление меняется с высотой, манометрическое давление не дает точных показаний. Этот тип датчика используется в системах контроля давления в шинах для оптимизации характеристик шин.
Перепад давления
Датчики перепада давления измеряют разницу давлений между двумя точками, подобно тому, как работает манометрический датчик. Но в этом случае эталонное давление является одной из точек в системе, определяемой проектировщиком системы. Изменение дифференциального выхода бывает положительным или отрицательным, в зависимости от того, что больше. Величина изменения пропорциональна разности давлений между двумя доменами.
Например, дифференциальные датчики иногда используются для определения разницы давлений по обе стороны от объекта. Датчики перепада давления часто используются для контроля воздушного потока в системах ОВКВ, таких как чистые помещения, санитарные трубы, контроль давления воздуха в помещении, контроль воздушного фильтра…
Датчик давления, преобразователь или преобразователь?
Стоит отметить, что «датчик давления» — это общий термин для описания устройства, чувствительного к давлению, которое может быть датчиком, преобразователем или преобразователем, в зависимости от конструкции соответствующей электрической схемы.
Чувствительный элемент, отвечающий за обнаружение и количественную оценку эффектов приложенного давления, производит выходной сигнал, который нельзя использовать непосредственно в электронной схеме, такой как система на основе микроконтроллера. Физический отклик необходимо преобразовать в электрический сигнал, а затем требуется преобразование сигнала для создания подходящего, пригодного для использования сигнала.
Датчики давления
Датчики давления производят выходное напряжение, которое зависит от давления, которое они испытывают, обычно это относится к чувствительному элементу, который физически определяет давление. Доступны упакованные датчики давления для монтажа на плате, которые потребуют от разработчика отдельного рассмотрения калибровки, температурной компенсации и усиления.
Как ни странно, фраза «датчик давления» также иногда используется для описания преобразователей и передатчиков в целом. Наши инженеры рассматривают датчик скорее как сердечник чипа, и мы используем более маслонаполненные кремниевые (диффузионные кремниевые) сердечники вместо керамических сердечников, которые имеют лучший диапазон измерения и точность.
Датчики давления
>Преобразователи давления, как и датчики давления, производят выходное напряжение, которое зависит от давления. Преобразователь в этом контексте представляет собой чувствительный элемент в сочетании со схемой преобразования сигнала, возможно, для компенсации колебаний температуры, и, скорее всего, усилитель , позволяющий передавать сигналы дальше от источника. Обратите внимание, что для большинства применений лучше использовать датчики давления с температурной компенсацией, чем пытаться реализовать пользовательскую температурную компенсацию на элементе, чувствительном к давлению, поскольку требуемые испытания могут быть сложными и трудными.
Преобразователи давления
Датчики давления аналогичны преобразователям, но генерируют сигнал тока через нагрузку с низким импедансом, а не сигнал напряжения. Обычно на выходе будет стандартный промышленный выход 4-20 мА. Но сейчас рынок не очень беспокоит путаница в названиях трех, а есть выходы по току, напряжению и сопротивлению . Имейте в виду, что в портативных приложениях датчики могут изнашивать батареи, если они постоянно используются на верхнем пределе их диапазона давления.