Публикации

Электронное измерение давления: сравним стандартные принципы измерения

Электронные датчики давления используются в самых разных отраслях – от машиностроения и обрабатывающей промышленности до пищевки и фармакологии. Регистрация физических значений давления осуществляется с помощью различных методов измерения. Мы поговорим о наиболее распространенных.

Среди приборов для электронного измерения давления, как правило, различают тонкопленочные, толстопленочные и пьезорезистивные датчики давления. Для любого из данных принципов измерения характерно, что физическая величина давления преобразуется в измеримый электрический сигнал. В основе всех трех принципов лежит мост Уитстона: измерительное устройство для обнаружения электрических сопротивлений, которое состоит из четырех взаимосвязанных резисторов.

Пьезорезистивные датчики давления: высокоточные и экономичные

Пьезорезистивные датчики давления основаны на полупроводниковых тензодатчиках из кремния. Четыре резистора, соединенные с мостом Уитстона, встроены в кремниевый чип. Под давлением чип деформируется, и эта деформация изменяет проводимость рассеянных резисторов. В конечном итоге давление может быть считано из этого сдвига в сопротивлении.

Электронное измерение давления: сравним стандартные принципы измерения

Поскольку пьезорезистивный сенсорный элемент очень чувствителен, его необходимо защитить от воздействия измеряемой среды. Поэтому датчик расположен внутри мембранного уплотнения, и давление передается через жидкость, окружающую сенсорный элемент. Как правило, выбирают силиконовое масло. Однако в таких сферах как пищевая или фармацевтическая промышленность, где действуют гигиенические требования, используются и другие жидкости. Сухая измерительная ячейка, из которой не может вытечь жидкость в случае повреждения, невозможна.

Преимущества:

  • очень высокая чувствительность, давление в диапазоне мбар
  • широкий диапазон измерений, от мбар до 2000 бар
  • защита от перегрузки
  • великолепная точность до 0,05 %
  • компактное исполнение датчика
  • хорошие показатели по гистерезису и повторяемости
  • идеальное соотношение цены-качества
  • измерение статического и динамического давления

Недостатки:

  • требуется проводящая среда
  • необходима температурная компенсация

Тонкопленочные датчики: долговременная стабильность, но высокая цена

В отличие от пьезорезистивных, тонкопленочные датчики имеют металлический основной корпус. На этой конструкции четыре резистора, соединенные с мостом Уитстона, осаждаются с помощью так называемого процесса распыления. Таким образом, давление здесь также определяется изменением сопротивления, вызванным деформацией. Помимо тензодатчиков, можно также установить резисторы для температурной компенсации. Наличие проводящей жидкости, как в случае с пьезорезистивными датчиками давления, не требуется.

Преимущества:

  • очень компактный размер
  • измерение давления до 8000 бар
  • великолепная долговременная стабильность
  • не требуется температурная компенсация
  • высокая точность
  • высокое давление разрыва
  • статическое и динамическое давление

Недостатки:

  • более низкая, чем у пьезорезистивных датчиков, чувствительность, поэтому меньше возможностей измерения низких давлений
  • базовая технология довольно дорогая

Толстопленочные датчики: особо устойчивы к коррозии

Керамика (глиноземная керамика) служит основным материалом для толстопленочных датчиков. Эти датчики давления являются монолитными, то есть корпус датчика состоит только из одного материала, что обеспечивает превосходную долговременную стабильность. Кроме того, керамика особенно устойчива к агрессивным средам. С этим типом датчика мост Уитстона печатается на основном корпусе с помощью толстопленочной технологии, а затем запекается при высокой температуре.

Преимущества:

  • устойчивость к воздействию коррозии
  • не требуется температурная компенсация
  • хорошая долговременная стабильность
  • не требуется уплотнение мембраны

Недостатки:

  • не подходит для измерения динамического давления
  • ограниченный диапазон верхнего давления (до 400 бар)
Начало активности (дата): 14.04.2020
14.04.2020
Просмотров:187

Возврат к списку

Нажмите для звонка
8 800 333-65-54
Многоканальный
8 (812) 640-36-69
Офис в г. Санкт-Петербург