Измерительные преобразователи давления

Виды измерительных преобразователей давления

По способу обработки и отображения измеряемого давления измерительные преобразователи давления подразделяются на:

1. Первичные, которые формируют для дистанционной передачи выходного сигнала, соответствующего измеряемому давлению.
2. Вторичные, которые получают сигнал от первичных преобразователей, затем обрабатывают его, накапливают, отображают и передают на более высокий уровень системы.

Тенденция развития измерительных преобразователей давления заключается в их «интеллектуализации» на основе применения микроэлектронной технологии и микропроцессорной техники, которая предполагает передачу части функций системы управления вторичным преобразователям, а некоторых традиционных функций вторичных преобразователей - первичным.

На сегодняшний день известны десятки способов преобразования давления в электрический сигнал, но при этом только некоторые из них получили широкое применение в общепромышленных измерительных преобразователях давления.

По принципу действия или способу преобразования измеряемого давления в выходной сигнал, первичные датчики давления делятся на деформационные и электрические. В деформационных преобразователя деформационные перемещения чувствительного элемента, которыми могут быть мембраны, сильфон, трубки Бурдона, трансформируются при помощи дополнительных промежуточных механизмов и преобразователей в электрический или электромагнитный сигнал.

В электрических датчиках измеряемое давление, посредством оказания воздействия на чувствительный элемент изменяет его собственные электрические параметры: сопротивление, емкость или заряд, которые становятся мерой этого давления.

Большинство современных промышленных датчиков давления реализованы на основе емкостных (в них используется чувствительный элемент в виде конденсатора с переменным зазором – смещение или прогиб под действием прилагаемого давления подвижного электрода-мембраны относительно неподвижного изменяет емкость чувствительного элемента), пьезоэлектрических (основаны на зависимости поляризованного заряда или резонансной частоты пьезокристаллов: кварца, турмалина и других от давления) или тензорезисторных (используют зависимость активного сопротивления проводника или полупроводника от степени его деформации) принципах.

В последнее время получили развитие и другие принципы создания датчиков давления: волоконно-оптические, гальваномагнитные, объемного сжатия, акустические, диффузионные и т. п.

Устройство датчика давления

На рисунке ниже изображен пример схемы конструкции преобразователя давления

Рисунок 1. Преобразователь давления. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Как видно из этого рисунка датчик давления состоит из следующих основных элементов:

1. Кабельный ввод. Данный элемент используется для герметичного ввода электрического кабеля в датчик. В большинстве случае применяется сальниковый ввод.
2. Клеммы. Данные элементы необходимы для физического подключения электрических проводов к датчику. Большинство преобразователей используют двухпроводную схему подключения.
3. Плата искрозащиты / питания. Такой платой осуществляется распределение электрической энергии между электронными составляющими. Если преобразователь взрывобезопасный, то этой платой реализуется функция искрозащиты.
4. Корпус электроники. В корпусе электроники находятся преобразовательная плата и плата питания. В недорогих моделях корпус датчика и корпус электроники представляют собой одно целое.
5. Преобразовательная плата. Данный элемент является одним из самых важных. Преобразовательная плата осуществляет преобразование сигнала от первичного сенсора в унифицированный электрический сигнал по напряжений или по электрическому току.
6. Корпус датчика. Корпус датчика является основной механической частью.
7. Провода и атмосферная трубка. Проводами соединяются выводы сенсора и преобразовательная плата. Атмосферная трубка используется в датчиках вакуумметрического и избыточного давления с целью осуществления связи чувствительного элемента с атмосферным давлением.
8. Технологическое соединение. Данное соединение используется для физического подключения датчика к процессу.
9. Первичный преобразователь. Данный элемент осуществляет преобразование действующего на него давления в электрический сигнал, унифицирующийся на преобразовательной плате.