Как выглядит датчик давления

Что такое датчик давления, легко вспомнить из школьного курса физики. Это прибор, улавливающий изменение компрессии конкретной среды – воды, масла, антифриза, других технических жидкостей или пара, передающий их на дисплей. По полученным показателям оператор принимает решение о корректировке для безопасной и стабильной работы оборудования. Выбор датчика требует знаний, внимательного подхода, некорректный прибор может сильно сказаться на качестве производства. Невозможность отслеживать давление может спровоцировать взрыв, поломку оборудования, простой в бизнесе.

Датчики давления современного исполнения сильно различаются конструктивно по причинам востребованного диапазона применений компонентов. Достаточно одного примера – измерители в составе тех же смартфонов, чтобы понять, насколько востребованным является такого рода оборудование. Обычно в составе смартфонов применяются сенсоры атмосферного давления, но в целом функциональное разнообразие такого типа измерителей куда более обширное.

СОДЕРЖИМОЕ ПУБЛИКАЦИИ :

Датчик давления — прибор, преобразующий приложенное давление в измеряемый электрический сигнал. Этот сигнал линейный, пропорциональный приложенному воздействию. Конструкция измерительного прибора, как правило, состоит из двух базовых частей. Первая часть — эластичный материал, способный деформироваться при воздействии среды. Вторая часть — электроника, определяющая момент деформации, преобразующая изменения в рабочий электрический сигнал.

В США и Европе датчики контроля давления в шинах – необходимое оснащение для новых машин. Скоро так будет и у нас.

Польза от подобных систем очевидна. Пониженное давление даже в одном из колес ухудшает управляемость (фактор безопасности, ради чего все и затеяно), повышает расход топлива и, само собой, ускоряет износ протектора. Ранние системы умели предупреждать водителя о том, что с давлением что-то не так. Современные могут указать, в каком колесе снижено давление и насколько оно отличается от нормы.

Системы контроля давления обычно именуют аббревиатурами TPMS (англ. tire pressure monitoring system), RDKS или RDK (нем. Reifendruckkontrollsystem, смысл идентичный). У некоторых фирм есть собственные обозначения для таких систем.

В массовом производстве развиваются два направления. Первое обозначают как direct (прямое), второе – indirect (косвенное).

Датчики давления и основные режимы по назначению

В общем и целом, такого типа измерительный прибор как таковой обеспечивает работу в одном из трёх режимов:

Абсолютная величина определяется относительно нулевой отметки шкалы (0 Па). Или точнее выражаясь – относительно статического давления вакуума. Под такое назначение разрабатываются устройства с одним портом для подвода жидкости к чувствительному элементу, сила которой оказывает воздействие на элемент. Приложенная сила вызывает положительное изменение выходной мощности, величина которого пропорциональна приложенной силе.

Датчик избыточного типа измеряет силу относительно эталонной величины, которой обычно является местное атмосферное давление. Измерительное устройство избыточного режима работы имеет два порта под ввод жидкости при эталонной и контролируемой величине.

Датчик дифференциального типа, по сути, напоминает манометрический прибор. Но в данном случае опорной величиной является сила, прикладываемая в другой точке системы, как это определено разработчиком.

Изменение дифференциального выхода может быть положительным или отрицательным, в зависимости от того, что больше. Величина изменения пропорциональна разнице прикладываемых сил между двумя доменами.

При помощи информации: AVNET

Что такое МЭМС (MEMS) датчики давления?

Обычно пьезорезистивные (ёмкостные) датчики давления представляются в виде достаточно габаритного устройства, например, электронного компонента или модуля под монтаж в стенку резервуара. Однако пьезомеханизм (ёмкостный механизм измерения) также допускает изготовление на кремниевой подложке в виде устройства MEMS.

Что такое MEMS? Аббревиатура расшифровывается с английского языка как Micro Electro Mechanical System. Соответственно, по-русски расшифровка звучит как Микро Электрическая Механическая Система, представляющая компактный блок для поверхностного монтажа. Габариты такого блока обычно не превышают 2-3 мм по каждой стороне.

Устройства MEMS традиционно включают в сборку не только датчики контроля силы, но также:

Конструктивно сборки малоразмерные, стабильные и экономичные, обеспечивают расширенные функциональные возможности для оборудования с ограниченным пространством и стоимостью. Это идеальный вариант применения на мобильных телефонах и устройствах «Интернета вещей».

Устройства MEMS изготавливаются на основе кремния с использованием процессов легирования и травления. Эти процессы выполняются в масштабе чипа, в результате чего получается микроскопическое устройство, удачно подходящее под объединение с электроникой формирования сигнала.

Электронная схема MEMS датчики давления обеспечивает простое усиление для создания аналогового выхода, а также включение аналого-цифрового преобразования для генерации цифрового выхода.

Аналоговый выход видится полезным, если сигнал датчика давления предусматривается обрабатывать полностью в рамках аналоговой области. Или же когда разработчик предполагает использовать АЦП особенно высокого разрешения или точности. Также аналоговый подход актуален, когда микроконтроллер хоста системы содержит подходящий интегрированный АЦП на чипе.

В свою очередь цифровой датчик давления допускает проектирование без необходимости использования внешних компонентов преобразования, что позволяет экономить общее количество компонентов.

Пожалуй, одним из простейших типов измерительного устройства визуализации следует рассматривать датчики атмосферного давления. Такие устройства используются для измерения существующей атмосферной силы и включены в целый ряд конструкций, например, для внутренней навигации в смартфонах. Собственно, налицо миниатюрный датчик MEMS.

Обнаружение изменений силы атмосферного воздействия позволяет MEMS устройству теоретически рассчитать высоту над уровнем моря. Тогда вполне возможно определить, например, этаж здания, на котором находится пользователь:

Давление в шинах многие проверяют два раза в год во время сезонной смены шин. Причем многие верят на слово работнику шиномонтажа: если он сказал, что все в порядке, то владелец машины забывает о проблеме еще на полгода. Между тем неправильное давление в шинах может быть опасно.

Чем опасно неправильное давление в шинах?

Недостаточно накачанные шины испытывают увеличенную нагрузку на боковины. Это негативным образом влияет на целый ряд показателей автомобиля:

В свою очередь, сильно перекачивать шины также вредно по ряду причин. Такие шины:

При этом и недостаточное, и избыточное давление приводит к неравномерному износу протектора, что снижает срок службы шины.

Какое давление в шинах правильное?

Указанное производителем на стойке водительской двери или на внутренней стороне лючка бензобака оптимальное давление в колесах актуально для холодных шин. Понятие «холодные» говорит о том, что проверять давление рекомендуется на постоявшем несколько часов автомобиле.

Как появились системы контроля давления в шинах?

Подобные системы появилась на военной технике вместе с возможностью подкачки шин. В кабине стоял стрелочный манометр, по которому контролировалось давление в системе, и тут же был расположен кран, позволяющий снизить давление в шинах для повышения проходимости, подкачать их на твердых покрытиях, а также обеспечить непрерывную подачу воздуха в систему при повреждении шины пулями или осколками.

Армейские грузовики первыми в истории обрели систему контроля за давлением в шинах.

Избежать неприятностей, которые могут возникнуть даже от кратковременного движения на спущенном колесе, помогают системы контроля давления в шинах. В инструкциях по эксплуатации, прилагаемых к автомобилям, такое устройство называют TPMS (Tires Pressure Monitoring System). У истоков применения таких систем стояли американские фирмы. Автопроизводители начали применять TPMS на серийных автомобилях еще в конце 90-х годов прошлого века. А с 2008 года контроль давления в шинах стал обязательным для всех продаваемых на внутреннем рынке США легковушек и пикапов. Такие системы контроля за давлением (часто и температурой) получают все более широкое распространение и в нашей стране. Иногда в качестве опции.

На современных автомобилях ценой от миллиона можно встретить штатные датчики давления в шинах.

Самой простой по конструкции является система косвенного измерения давления, вообще не требующая никаких дополнительных блоков. Она представляет собой дополнительную программу, зашитую в блок управления ABS. Работа системы основана на том, что у спущенного колеса становится меньше радиус качения и, соответственно, такое колесо проходит за один оборот меньшее расстояние, чем исправное колесо. Датчики частоты вращения колес ABS определяют расстояние, проходимое каждой шиной за один оборот. Сигналы датчиков сравниваются в блоке ABS с контрольными параметрами. При расхождении значений загорается индикатор или появляется текстовое сообщение на панели приборов и звучит предупреждающий сигнал. В такой системе всегда предусмотрена калибровка. Вручную осуществляется адаптация к давлению воздуха в шинах в случае их замены или проведения каких-либо ремонтных работ с ходовой частью.

Основа теории по датчикам давления

Эластичный материал устройства характеризуется многообразием форм и размеров, способствующих производству измерений в широком диапазоне. Эти критерии определяют работу диафрагмы в сочетании с электрическим устройством, функционирующим как:

Резистивный датчик давления (тензометрический прибор) отличается наличием чувствительных элементов, прикреплённых на стороне диафрагмы вне измеряемой среды. Соответственно, любое изменение воздействующей силы мгновенно вызывает деформацию эластичного материала. Такое состояние приводит к изменению сопротивления, которое преобразуется в электрический сигнал.

Потенциометрический датчик давления, исполнение: 1 — штуцер подключения; 2 — шаровая опора (шарикоподшипник); 3 — потенциометрический элемент; 4 — электрический коннектор; 5 — ползунок скользящего контакта; 6 — спиральная трубка Бурдона

Ёмкостной датчик давления фактически является преобразователем силы с упором на изменение ёмкости. Устройство имеет две пластины — диафрагму и электрод. Обе пластины расположены на определённом расстоянии одна от другой. Изменение силы приводит к увеличению / уменьшению зазора между пластинами. Соответственно, изменяется ёмкость с последующим формированием рабочего сигнала.

Индуктивный датчик давления действует как преобразователь изгиба диафрагмы в линейное движение ферромагнитного сердечника. Движение сердечника используется для изменения индуцированного тока одной индуктивности за счёт индуцированного переменного тока другой индуктивности. Это изменение ёмкости преобразуется в рабочий сигнал.

Стандарт по единицам измерения давления

Существуют три основных характеристики давления, о которых следует помнить в случаях конкретного применения:

На практике используются разные единицы измерения (в зависимости от конкретной страны), включая контрольные величины. Наиболее распространёнными единицами измерения выступают атмосферы (кг/см2) и бары (Бар) для диапазонов высокого уровня. Также применяются единицы измерения — миллиметры водяного столба и Паскаль (Па) на измерениях значений низкого уровня.

Абсолютная величина измеряется относительно идеального вакуума. Единица измерения (абсолютная) по стандарту – килограмм на сантиметр квадратный (кг/см2).

Дифференциальная величина – разница величин двух областей (относительно эталонной величины). Как правило, значения измеряются в кг/см2.

Избыточная величина – результат, полученный относительно значения атмосферного давления. Стандарт по единицам измерения – кг/см2 по шкале манометра.

Представление о разнице манометрической и абсолютной величин видится важным моментом для многих применений. Манометрическое давление мерят относительно атмосферного давления (барометрического). Абсолютное давление мерят относительно абсолютного вакуума.

Кроме того, при измерении манометрической величины учитываются три основные категории давления:

Манометрическая величина — по определению является эталоном для манометров. Термин «герметичный» определяет атмосферное давление, измеренное на заводе на дату изготовления герметично исполненного корпуса датчика. Эта величина используется в качестве эталона для задней стороны диафрагмы.

Герметичный датчик манометра обеспечивает дополнительную защиту от проникновения воды / влаги, но имеет некоторые недостатки. Главный недостаток – герметизированный в баллоне объём воздуха чувствителен к изменениям температуры, как окружающей среды, так и среды под давлением. При герметизации объёма воздуха в камере, так называемый «Закон идеального газа» рождает проблемы, которые невозможно исключить.

Идеальный газовый закон герметичного датчика

Герметизированный объём воздуха расширяется или сжимается при изменении температуры. Это действие оказывает прямое влияние на силу, приложенную к задней стороне диафрагмы. Начальная сила на задней стороне диафрагмы увеличивается или уменьшается в зависимости от направления изменения температуры.

Чем ниже диапазон давления, тем большее влияние на точность измерительного прибора в целом. Чем выше полный диапазон давления, тем меньше влияние на точность, что делает жизнеспособным решением для влажной (полусухой) среды.

Конструкция с запрещённой зоной: 1 — порт положительной величины; 2 — порт опорной величины; 3 — приложенная эталонная величина; 4 — чувствительный электрод; 5 — диафрагма из нержавеющей стали; E — электрический потенциал (0 вольт, 4 мА)

Измерения посредством вакуумного манометра по определению являются эталоном для манометров. Термин «вакуум» относится к тому моменту, когда начальная величина для аналогового выхода соответствует текущему атмосферному давлению, а применение создаёт давление ниже атмосферного.

Также существуют датчики смешанного типа. Проще говоря, датчик составного манометра или устройство, способное измерять как положительные, так и отрицательные (вакуум) величины.

Однако эти устройства зависят от эталона атмосферной силы. Если применение предполагает, как положительное, так и отрицательное (вакуум) измерение, потребуется составной датчик манометрический. Многие современные конструкции датчиков допускают всесторонние применения, обеспечивают несколько контрольных точек измерения.

Датчик давления и абсолютные измерения

Абсолютные измерения применяются там, где требуется воспроизводимая эталонная величина. Например, при проведении экспериментов или в условиях барометрических применений. Другие применения включают:

Однако если существует необходимость измерить или контролировать величины в зависимости от текущих условий, лучше всего подойдет манометрический датчик.

Этот тип сенсора допускает использование в любом применении, где требуется преодолеть атмосферные условия для выполнения задачи или создать вакуум для выполнения другого типа задачи. Области применения сенсоров избыточного давления обширны. Среди примеров:

Как измерить абсолютное давление с помощью MPXA6115A?

На рынке электроники есть интересный датчик, объединяющий встроенную схему биполярного операционного усилителя и схемы тонкопленочных резисторов. Этим решением обеспечивается высокий выходной сигнал и температурная компенсация. Речь идёт о сенсорном чипе серии MPXxx6115A и аналогичных.

Налицо кремниевый датчик с поддержкой регулировки сигнала, исполненный в монолитном корпусе. Функционально микросхема датчика представлена как пьезорезистивный преобразователь. Функционал этого электронного датчика сочетает:

с целью обеспечения выходного сигнала точного и высокоуровневого. Полученный сигнал пропорционален приложенной силе.

Используя этот тип датчика, относительно просто реализовать систему измерения абсолютного давления, к примеру, взаимодействием с микроконтроллером. Фактически потребуются только три контакта подключения. Источник питания подключается к двум из трёх контактов (, ).

Электрическая схема подключения на датчик серии MPXxx6115A для организации аналогового сигнала под существующий микроконтроллер: 1 – выходной аналоговый сигнал; 2 – напряжение питания 5 вольт; 4 — выход

Последний из трёх выводов () обеспечивает выход аналогового напряжения. Как правило, эта линия подключается к схеме аналого-цифрового преобразователя. Для реализации функции измерений, к примеру, через микроконтроллер, потребуется использование небольшого программного кода на языке «#C»:

ATDCTL2 = 0x80; // включение ADC ATDCTL2_ADPU=1

ATDCTL3 = 0x08; // 1 преобразование / последовательность

ATDCTL4 = 0x01; // 10-битное преобразование на частоте 2Mhz

ATDCTL5 = 0x80; //

Чтобы вычислить абсолютное давление в кПа, основываясь на показаниях АЦП, используется уравнение:

Vвых = Vпит * (0,009 * давление — 0,095)

Следует учитывать Vвых = ATDDR0 * 5 мВ. Объектное преобразование кодом:

ATDCTL5 = 0x80; // инициализация преобразования

waitms(1); // задержка на время 1 мс

pressure = (ATDDR0+95)/9; // вычисление величины в кПа

Дифференциальные реле давления

Ниже представлено видео, где рассматриваются дифференциальные реле, используемые в качестве сенсоров измерения силы воздушного потока на промышленных вентиляционных установках:

При помощи информации: Teesing

Цена вопроса

«Прямые» устройства для самостоятельной установки (комплект из датчиков, управляющего блока, монитора, проводов) продают за 3500-5000 рублей. При заводском монтаже стоимость TPMS такого типа намного ниже, а «косвенные» системы отличаются от штатного варианта только программным обеспечением. То есть переход России на обязательное оснащение всех новых машин сильно по кошельку не ударит. Выгода, помимо умозрительного повышения безопасности: перед дальними поездками не надо бегать по периметру с манометром. Да и жизнь дороже.

Устройство «прямой» TPMS почти стандартное у всех производителей. В пластмассовый корпус монтируют комбинированный датчик давления, ускорения и температуры, ВЧ-передатчик и элемент питания. Все это крепится на штатный вентиль колеса, который ­используют как антенну.

Нештатные варианты

Многие фирмы выпускают «прямые» комплекты для самостоятельной установки – четыре датчика плюс компактный управляющий блок с монитором. Можно подобрать к любой модели. Некоторые системы умеют выводить данные на экран смартфона – через Bluetooth.

Существует забавный вариант, при котором об отклонении давления изменением цвета индикатора оповещает датчик-колпачок, установленный на ниппель снаружи. Понятно, что на ходу водитель увидеть его сигнал не сможет. Однако это удобнее, чем регулярно проверять давление вручную. Правда, надежность и точность измерения у таких безделушек часто хромают.

Нештатные устройства

Существуют и нештатные системы контроля давления в шинах. Вначале рассмотрим таковые с датчиками, непосредственно измеряющими давление внутри шины и передающие по радиоканалу сигналы на приемное устройство, обычно совмещенное с индикаторным дисплеем. Такие датчики обязательно снабжаются источниками энергии в виде малогабаритных батарей, но могут значительно различаться по исполнению. Когда-то датчики устанавливали прямо в центральной канавке колесного диска с помощью ленты, проходящей по канавке. Подобная конструкция уже устарела, и сегодня гораздо чаще используются датчики, закрепленные на внутренней стороне колесного вентиля.

Датчики системы контроля за давлением в шинах, совмещенные с колесными вентилями. Такие весят до 50 г.

Для монтажа такого датчика на автомобиль нужно разбортировать колесо, извлечь штатный вентиль и на его место установить датчик. Затем – монтаж покрышки, балансировка и установка дисплея.

В состав системы контроля давления в шинах, предназначенной для легковых автомобилей, включены четыре датчика и приемник с дисплеем. Все датчики имеют собственные батарейки, обеспечивающие непрерывную работу в течение трех–пяти лет (информация сбрасывается на приемник короткими импульсами раз в минуту, а то и реже). Общение с приемником осуществляется по радиоканалу, «прописка» датчика на определенном колесе — автоматически либо вручную.

Обычно масса датчика не превышает 20г.

Весьма важен вес самих датчиков. От этого зависит, не придется ли приклеивать с противоположной стороны «гантелю», чтобы отбалансировать колесо. Также надо учесть, что при движении покрышка нагревается, что приводит к росту давления, поэтому многие датчики определяют и температуру воздуха в шине. При расчете показываемых на экране величин приемник учитывает поправку на температуру. Еще система способна отличить очень медленное, естественное снижение давления от быстрой утечки воздуха в результате прокола.

В продаже есть и другие датчики давления воздуха в шинах, которые наворачиваются на резьбу вентилей снаружи колеса. Такая конструкция обеспечивает весьма быстрый монтаж своими силами. А принимать сигнал и показывать давление на рабочем месте водителя может специальное устройство, но порой используется и смартфон владельца, принимающий сигнал от датчиков по протоколу Bluetooth.

Информация о давлении и температуре в шинах на экране смартфона.

Главный недостаток — такие датчики не защищены от хищения, а потому менее предпочтительны.

Значительные размеры таких датчиков обусловлены необходимостью установки в них элемента питания.

Однако есть и более компактные варианты:

Простейшие датчики давления – механические. Но с ними предстоит каждый раз осматривать все четыре колеса.

Я бы рекомендовал систему с внутренними датчиками и принимающим устройством, которое вставляется в гнездо прикуривателя.

Предлагаю в комментариях поделиться, какие системы контроля давления в шинах используете вы (ну, помимо ручного манометра).

Устройство прямой системы

В системах с прямым измерением показания снимают комбинированные датчики, установленные на вентили всех колес (внутри или снаружи). Они фиксируют давление и передают данные по радиосвязи в управляющий блок. В Европе для колесных датчиков выделен частотный диапазон 433 МГц.

Это наиболее точный вариант TPMS, реагирующий на разницу в 0,1 бар и даже меньше. В серийном исполнении может отображать «онлайн» сведения обо всех четырех колесах одновременно, иногда еще и температуру, что, возможно, ­избыточно.

Недостатки «прямой» системы: она дороже, чем «косвенная», и немного усложняет шиномонтаж – особенно когда датчики стоят внутри колеса. Некоторые системы после перемены расположения колес (например, при перекидке колес спереди назад для равномерного износа шин) требуют заново прописать их в память управляющего блока. Иногда эту операцию можно произвести только у официального дилера. А сами датчики зависимы от индивидуальных элементов электропитания (срок службы ­батареек обычно 5–7 лет).

1, 2, 7, 8 – датчики давления в шинах; 3 – световой индикатор давления в шинах; 4 – звуковой сигнализатор; 5 – панель приборов; 6 – монитор; 9 – блок управления контроля давления в шинах; 10 – диагностический интерфейс шин данных.

Датчики давления под коммерческое (промышленное) применение

Если обратиться к области промышленного и коммерческого секторов, здесь отмечается множество требований относительно выполнения точных измерений давления, например:

Измерения востребованы в самых разных случаях. Как правило, такая работа характерна для метеостанций мониторинга окружающей среды, для организации точной навигации транспорта и т.д. Важными критериями при этом, выступают:

Отмечены критерии, существенно влияющие на решения инженеров, участвующих в разработке измерительных устройств. Рассмотрим наиболее часто проектируемые и воспроизводимые практически измерительные приборы.

Ёмкостные датчики давления

Измерительная система — ёмкостный датчик давления, содержит в конструкции конденсатор, дополненный одной жёсткой пластиной и одной гибкой мембраной в качестве электродов.

Ёмкостный датчик давления (принцип работы графически): 1 – смещённая диафрагма мембраны; 2 – измеряемое давление; 3 – фиксированная диафрагма мембраны; 4 – статическая пластина; 5 — изоляционный материал; 6 – задняя полость датчика

В условиях фиксированного положения этих электродов, ёмкость пропорциональна расстоянию между электродами. Величина, которую необходимо измерить, прикладывается к стороне гибкой мембраны.

Как результат – отклонение пластины мембраны вызывает изменение ёмкости – параметр, который допустимо измерить с помощью электрической цепи. На представленной ниже картинке показан принцип – как работают ёмкостные датчики давления.

Тензометрические датчики давления

Измерительный прибор — датчик давления тензометрического типа, отличается конструктивно тем, что здесь используются фольговые или силиконовые тензодатчики, включенные схематично мостом Уитстона.

Схема на тензометрический датчик давления, демонстрирующая принцип работы устройства: V+, V- приложенное напряжение; R1, R2, R3, R4 – резисторы с нулевым коэффициентом; S1, S2 – сигнал измерений; OUT – выходной сигнал

Результирующий сигнал моста усиливается и преобразуется для обеспечения подходящего выходного напряжения преобразователя (или тока преобразователя), фактически представляющего приложенное давление.

Датчики давления пьезоэлектрического типа

Конструктивно пьезоэлектрические датчики давления отличается тем, что здесь используется чувствительный элемент, изготовленный из материала, вырабатывающего электрическую энергию. Такими элементами обычно выступают кварц или турмалин.

Конструкция на пьезоэлектрический датчик измерения силы: 1 – чувствительная диафрагма; 2 – основание; 3 – кварцевый чувствительный элемент; 4 – выходной сигнал

Важной особенностью пьезоэлектрических систем является особенность производства энергии сигнала только при условии фиксируемых изменений. Соответственно, такого типа системы подходят исключительно под измерение динамической величины (не статической).

Датчики давления — это передатчики сигналов?

Нужно отметить: датчики давления — это общая терминология, касающаяся описания устройств измерения, которые фактически выступают преобразователями или передатчиками. Всё зависит от конструкции соответствующей электрической схемы.

Чувствительный элемент, отвечающий за обнаружение и количественную оценку воздействия приложенной силы, выдаёт выходной сигнал, который нельзя использовать непосредственно в электронной схеме. Например, в системе на основе микроконтроллера. Физический отклик предварительно требуется преобразовать в электрический сигнал. Только после этой процедуры возможно преобразование сигнала для создания подходящего под расчёты.

Преобразователем вычисляется физическое изменение, вызванное приложенной силой, в сигнал напряжения на высокоомной нагрузке. Передатчик, в свою очередь, генерирует токовый сигнал через нагрузку с низким сопротивлением.

Как результат — выходной сигнал, соответствующий стандарту промышленного применения 4-20 мА. Картинка ниже показывает пример схемы, необходимой для создания выходного сигнала 4–20 мА устройством мостового типа.

Типичная схема преобразования сигналов, применяемая для получения выходных значений требуемого уровня и формы: IC1 – инструментальный усилитель типа AD8226; IC2 – двухканальный усилитель типа ADA4091-2; R1, R2, R3, R4 – резисторы с нулевым коэффициентом допуска

Датчики давления вполне допустимо спроектировать для работы в качестве реле, которым генерируется простой сигнал включения / выключения. Такого типа сенсор попросту изменяет состояние при достижении заданного порогового значения.

Критерии выбора

В том, как выбрать датчики давления, используется универсальный подход для всех приборов – соответствие заданным параметрам оборудования и удастся ли его смонтировать, корректно установить начальную настройку, будет ли прибор держаться и работать. В соответствии с назначением прибора заказчик записывает материал мембраны, корпуса, эксплуатационные условия. К числу принципиальных показателей также относят:

Имя производителя не играет решающей роли, но его отношение к качеству и репутации на рынке обязательно стоит проверить. Главный критерий здесь – наличие сертификата. Невнимательность к основным характеристикам при заказе приведут к погрешностям в работе, сбоям оборудования, невозможности вовремя принять меры. Результат – буксовка, остановка производства, порча механизмов.

Устройство косвенной системы

По сути, это программное расширение АБС в сочетании с базовыми «умениями» ESP/ESC и прочей бортовой электроникой. Задействованы штатные датчики вращения колеса. Электроника отслеживает изменения (у спущенного колеса частота вращения растет) и по ним диагностирует отклонения от нормативного давления.

Высокой точности этим способом не добиться, но ее и не требуется. Система сигнализирует о потере давления в одном из колес с индикацией его позиции. Либо в нескольких, но без подробных уточнений. Значимым отклонением считается 0,3 бар, опасным – 0,5 бар.

В некоторых ситуациях «косвенные» системы трактуют как снижение давления иные процессы: при буксовании на скользких покрытиях, неравномерном размещении груза, активном маневрировании, на крутых подъемах и спусках.

Проблема отчасти решается запрограммированной задержкой оповещения о спущенном колесе (обычно около минуты). Если за это время скорость вращения колеса придет в норму, оповещение отменяется.

Чтобы система не сигналила попусту, например при сильно изменившейся загрузке автомобиля, водитель может перезапустить систему, задав электронике новые «нормы» давления (адаптация). То же – при сезонной замене шин и работах с ходовой частью.

1 – сигнал нагрузки/крутящего момента двигателя; 2 – блок управления двигателем; 3 – выключатель стоп-сигналов; 4, 5, 8, 10 – датчики частоты вращения колес; 6 – сигнал стояночного тормоза; 7 – блок управления ABS; 9 – клавиша индикатора давления в шинах; 11 – монитор; 12 – диагностический интерфейс шин данных; 13 – панель приборов; 14 – звуковой сигнализатор; 15 – световой индикатор давления в шинах; 16 – датчик поперечного и продольного ускорения; 17 – датчик ускорения вокруг вертикальной оси.

ТехИнверт

В ТехИнверт можно заказать лицензированные датчики давления Delta Electronics со скидкой, аксессуары к ним и просмотреть всю сопроводительную документацию. Для заказа выбранные единицы перемещают в корзину и переходят к формированию покупки. После нужно дождаться звонка менеджера для уточнения оплаты и наличия единиц на складе.

Сфера применения

Приборы для измерения давления – неизменная часть бытового и промышленного оборудования разных производственных, коммерческих и бытовых сфер:

Датчики позволяют держать под контролем весь технологический процесс, следя, чтобы показатели не выходили за рамки допустимых.

Устройство и принцип работы

В конструкцию датчика давления входят:

Все элементы объединены под прочным корпусом с цифровым экраном. Технология измерения различается в зависимости от назначения прибора и бывает разных типов:

Это распространенные типы датчиков, используемые в современной промышленности и доступные на рынке. Механические преобразователи, основанные на принципе балансировки усилия (кварцевые трубки Бурдона), имеют сложную конструкцию, хрупкие и уже практически нигде не встречаются. Считывание углового смещения несопоставимо ниже измерения баланса силы.

Виды

По типу устройства приборы разнятся по виду измеряемого давления, как это показано в таблице: