Типы датчиков контроля давления и области их применения

Датчики приближения используются для обнаружения объектов без физического контакта. Существуют 2-проводные и 3-проводные датчики приближения, и более популярны 3-проводные датчики приближения. В зависимости от типа выхода существует два основных типа датчиков приближения: NPN и PNP.

Выбор правильного типа датчика приближения для конкретного применения может гарантировать правильную работу системы. В этой статье представлены краткое описание двух основных типов выходов и руководство по подключению датчика приближения к ПЛК.

Что такое датчик приближения NPN?

Бесконтактные датчики NPN обеспечивают активный НИЗКИЙ выход. Это означает, что когда объект попадает в зону обнаружения датчика, выход датчика соединяется с землей. Этот тип датчика также известен как «погружениедатчик.

Что такое датчик приближения PNP?

Бесконтактные датчики PNP обеспечивают активный ВЫСОКИЙ выход. Когда объект попадает в зону обнаружения датчика, выход датчика подключается к + 24В. При подключении к входу ПЛК он определяет это как логический ВЫСОКИЙ сигнал. Датчики приближения PNP также известны как ‘источниковдатчики.

Способ запомнить проводку датчиков NPN и PNP

Чтобы легко запомнить схему подключения 3-проводного датчика приближения постоянного тока, мы можем использовать следующую аналогию:

PNP = переключено Pязвительный

NPN = переключаемый Nотважный

Датчики приближения – это цифровые датчики. Поэтому для работы они всегда должны быть подключены к источнику питания 24 В.

В проводке датчика PNP нагрузка всегда подключен к негативу. Компания POsitive переключается, когда датчик приближения обнаруживает объект. Но в проводке датчика NPN нагрузка всегда подключен к положительному, А Negative переключается при обнаружении объекта.

PNP vs NPN для 3-проводного подключения датчика

Почти все промышленные датчики приближения являются твердотельными устройствами, а это означает, что они не имеют движущихся частей внутри. Самый популярный тип датчика приближения – трехпроводной. Они используют транзисторы типа PNP или NPN для переключения выхода при обнаружении объекта.

Два провода используются для подачи питания на датчик, а другой провод является выходным сигналом датчика.

Здесь стоит упомянуть, что, будучи датчиком типа PNP или NPN, не означает, что выход датчика нормально разомкнут (N / O) или нормально замкнут (N / C). Это зависит только от приложения. (Т.е. датчик PNP может быть либо N / O, либо N / C, а NPN может быть N / O или N / C)

Давайте посмотрим на схему релейного типа, в которой реле управляется непосредственно датчиком приближения.

Разница между двумя проводками заключается в том, что в проводке типа PNP реле всегда подключено к 0 В, а + 24 В переключается датчиком. Но в проводке типа NPN реле всегда подключено к + 24V, а датчик переключает подключение 0V. Тем не менее, датчик подключается к +24 и 0В для подачи питания на него.

Как подключить датчик приближения NPN / PNP к ПЛК

Предупреждение! Прежде чем пытаться выполнить какие-либо подключения, убедитесь, что система выключена, чтобы предотвратить поражение электрическим током.

Определение цветового кода 3-проводного датчика приближения

На 3-проводном датчике цветовой код проводки следующий: (коричневый: +24 В, синий: 0 В, черный: выход)

Если провода вашего датчика имеют другой цвет или вы не уверены в цветовом коде, обратитесь к техническому описанию его производителя.

Подключение 3-проводного датчика приближения типа NPN к ПЛК

Перед подключением датчика к ПЛК убедитесь, что ПЛК настроен на ‘sourcing’ тип. В ПЛК Siemens S7-200 это можно сделать, подключив вход 1M к + 24V. Это означает, что ПЛК будет «подавать ток» на входе, а датчик NPN будет «потреблять ток» при обнаружении объекта.

Если ввод подается на ПЛК через плату ввода, он должен быть тип источника карта ввода, либо настраиваемая. В SIMATIC S7-1200, цифровой вход SB 1221 вот такая карта ввода исходного типа.

Подключение 3-проводного датчика приближения типа PNP к ПЛК

Для датчика типа PNP ПЛК должен быть настроен как ‘тонущий’ тип. Подключение входа 1M к 0V сконфигурирует ПЛК как приемник входа. В этой конфигурации датчик может «подавать ток», а ПЛК «потребляет ток» для обнаружения выходного сигнала датчика.

Для датчика приближения типа PNP, если используется карта ввода, она должна бытьпогружение” тип карты. В S7-1200, цифровой вход SM 1221 Плата ввода для ПЛК S7-1200 является конфигурируемой платой ввода / вывода, которая может взаимодействовать с любым типом датчика.

Как выбрать датчик PNP или NPN?

Выбор PNP или NPN в основном зависит от приложения и доступности. В качестве Arrow Electronics Следует отметить, что датчики NPN более распространены в индустрии автоматизации в азиатском регионе. Датчики PNP более популярны в Европе и Америке.

Датчики NPN используются в высокоскоростных приложениях, потому что они быстрее датчиков PNP. Они также находят больше применений в цепях реле, чем в цепях ПЛК. Датчики PNP более популярны в схемах ПЛК, поскольку они могут предотвратить ложные срабатывания сигналов в случае повреждения и замыкания на землю.

Как узнать, какой у меня датчик приближения – NPN или PNP?

Самый простой способ определить тип датчика – это посмотреть на наклейку на корпусе датчика. На этой наклейке иногда также может быть напечатана электрическая схема.

Если датчик не отмечен и установлен, мультиметр может помочь определить тип датчика. Включите систему и тщательно измерьте напряжение между 0 В и черным проводом. Если при активном датчике есть напряжение +24 В, это датчик типа PNP. Если на мультиметре при активном датчике показания 0 В, скорее всего, это датчик NPN.

Заключение

В этой статье мы обсудили два типа датчиков приближения, их конструкцию и их применение в системах автоматизации. Всегда рекомендуется проектировать систему так, чтобы можно было использовать датчики как типа NPN, так и PNP, если это возможно. Это может значительно повысить гибкость управления.

Давление, эта важнейшая после температуры физическая величина, является определяющей во многих технологических процессах.

Преобразователи давления предназначены для измерений и непрерывного преобразования давления в унифицированный выходной сигнал постоянного тока, напряжения или в цифровой сигнал.

Используются датчики в регуляторах и других устройствах автоматики в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами в системах водообработки, отопления, вентиляции и кондиционирования; гидравлических системах, холодильной технике, расходомерах и счетчиках; дизельных двигателях; тормозных системах; уровнемерах, в испытательных стендах и т.д.

Индустриальные измерения и контрольно-измерительная аппаратура применяются во всех областях промышленности — от атомной до пищевой и фармакологической; соответственно, везде нужны и преобразователи давления и преобразователи уровня.

Принцип действия датчиков основан на упругой деформации чувствительного элемента (сенсора), на который нанесены полупроводниковые тензорезисторы, включенные по схеме моста Уинстона. Измеряемое давление подводится через штуцер в рабочую полость датчика и вызывает деформацию диафрагмы. Это приводит к изменению геометрии резисторов, находящихся с ней в тесной механической связи и изменению их сопротивления. Происходит преобразование приложенного давления (механический вход) в изменение сопротивления (электрический выход).

Мы предлагаем следующий алгоритм, чтобы правильно подобрать датчик для Вашего применения:

1. Тип измеряемого давления

Преобразователи давления измеряют разность двух давлений, воздействующих на измерительную мембрану (чувствительный элемент) датчика. Одно из этих давлений — измеряемое, второе — опорное, то есть то давление, относительно которого происходит отсчет измеряемого. В зависимости от вида опорного давления все датчики разделяются на следующие виды:

Практически все наши преобразователи давления имеют модификации для измерения как абсолютного так и избыточного (в том числе разряжения) давлений. Подробнее Вы можете ознакомиться в разделе продукция/преобразователи давления.

Преобразователи абсолютного давленияПредназначены для измерения величины абсолютного давления жидких и газообразных сред. Опорное давление — вакуум. Воздух из внутренней полости чувствительного элемента датчика откачан. Например, барометр –частный случай датчика абсолютного давления.

Преобразователи избыточного (относительного) давленияПредназначены для измерения величины избыточного давления жидких и газообразных сред. Опорное давление — атмосферное; таким образом, одна сторона мембраны соединена с атмосферой.

Преобразователи дифференциального (разности, перепада) давленияПредназначены для измерения разности давления среды и используются для измерения расхода жидкостей, газа, пара, уровня жидкости. Давление подается на обе стороны мембраны, а выходной сигнал зависит от разности давлений.

В нашей линейке предствалены датчики

Преобразователи гидростатического давления (преобразователи уровня)Предназначены для преобразования гидростатического давления контролируемой среды в сигнал постоянного тока. Измеряют давление столба жидкости, зависящее только от его высоты и от плотности самой жидкости. Изменение атмосферного давления компенсируется при помощи капиллярной (дыхательной трубки)

Преобразователи вакууметрического давления (разряжения)Предназначены для измерения величины вакуумметрического давления жидких и газообразных сред. Опорное давление в этих датчиках также атмосферное. Однако, в отличие от датчиков избыточного давления, измеряемое давление меньше атмосферного, т.е. существует разрежение относительно атмосферы.

2. Среда использования датчика

Для надежной работы датчиков необходимо выбирать материалы элементов, контактирующих с измеряемой средой (мембран, фланцев, кабеля и уплотнительных колец) химически стойкими к этим средам. Например, для различных сред эксплуатации материалом мембран сенсоров может быть нержавеющая сталь, титан, титановый сплав, хастеллой, керамика, Kynar и др. Материал кабеля особенно актуален для погружных гидростатических датчиков давления. Для питьевой воды идеально подойдет полиэтиленовый PE кабель, для не агрессивных промышленных сред полиуретановый PUR. Если же Вы собираетесь использовать датчик в топливе или агрессивной жидкости, то оптимальным решением будет термопластичный эластомер (Hytrel) или тефлон (PTFE). Все эти материалы мы используем и предлагаем в своих модификациях датчиков Келлер.

3. Климатическое исполнение

Преобразователи давления также отличаются по климатическому исполнению. Следует обращать внимание на климатические условия (температура окружающей среды, влажность, прямое попадание воды и солнечных лучей) в месте установки датчика. Они должны соответствовать тем, на которые он рассчитан. Причем очень важно различать две температуры, которые могут оказывать влияние на наш датчик: температура окружающей среды и температура измеряемой среды. Наши преобразователи давления могут работать в условиях окружающей и измеряемой среды от -55 до 150С. Специальные исполнения преобразователей давления способны работать при температурах среды до +300С.

4. Выходной сигнал

Рассмотрим основные типы:

Тип выходного сигнала прежде всего зависит от уже имеющегося оборудования и стоящей перед Вами задачи. Для этого необходимо изучить входы, которые имеют используемые контроллеры, приборы, машины или регуляторы. Все перечисленные сигналы мы используем в наших датчиках давления, а также и многие другие.

Для автономных приборов мы бы посоветовали использовать датчики с цифровым интерфейсом I2C с данными датчиками Вы можете ознакомиться здесь. Если же Вам не удобно работать с цифровым выходом, то лучше использовать датчики с минимальным напряжением питания например 3,5V — это датчики 33X или 5V — это датчики 21Y.

5. Точность измерений

На рисунке представлен датчик без температурной компенсации и с температурной компенсацией осуществляемой по специальным алгоритмам микропроцессором в преобразователях давления Келлер.

Особое внимание следует уделять стабильности датчиков давления. Ведь даже очень точный датчик спустя нескольких часов работы при температурных циклах в широком диапазоне начинает давать дополнительную погрешность более 0,5%ВПИ. Что говорить, если эти циклы будут продолжаться месяцами и даже годами!

Некоторые виды датчиков давления имеют взрывозащищенное исполнение. Эти модели могут успешно использоваться для определения давления на взрывоопасных объектах с присутствием взрывчатых и легко воспламеняющихся газов и жидкостей. В линейке Келлер представлены как преобразователи с искробезопасной цепью, так и преобразователи со взрывонепроницаемой оболочкой.

Преобразователи давления относятся к измерительной технике и должны проходить обязательные сертификационные испытания. После этого они утверждаются и вносятся в Госреестр средств измерений.

Надеемся, что данный материал поможет Вам лучше ориентироваться при выборе преобразователей давления.

Датчики уровня емкостного типа используются в первую очередь как средства контроля уровня различных жидкостей. Процесс контроля базируется на том, что любая жидкость обладает определенной диэлектрической проницаемостью. Поэтому и принцип работы емкостного датчика уровня заключается в следующем.

Главным элементом емкостного датчика уровня является специальный высокочувствительный конденсатор, способный изменять свою емкость в зависимости от того, в какую среду он помещен. Чувствительность конденсатора позволяет датчику одинаково эффективно работать как с диэлектрическими жидкостями, так и с жидкостями, обладающими минимальной диэлектрической проницаемостью.

Датчик просто устанавливают в резервуаре, предназначенном для жидкого материала, уровень которого в данном резервуаре (например в трубе) нужно контролировать. За базовую диэлектрическую проницаемость здесь принимается текущая диэлектрическая проницаемость воздуха. И как только жидкость соприкоснется с чувствительным элементом датчика, емкость чувствительного конденсатора изменится. В этот момент датчик сработает – будет зафиксирован контрольный уровень жидкости.

Между прочим, датчики уровня емкостного типа способны реагировать на жидкость и вовсе без прямого контакта чувствительного элемента с ней. Ведь фиксация изменения диэлектрической проницаемости может осуществляться и через диэлектрический материал корпуса резервуара, внутри которого варьируется уровень жидкости. Контроль может производиться например через крышку, стенку или дно резервуара, стоит жидкости достичь точки, где установлен чувствительный элемент датчика.

Емкостные уровнемеры с коаксиальными электродами используются для измерения уровня неэлектропроводных сред. Недостатком коаксиального чувствительного элемента является плохое заполнение его контролируемым веществом, особенно при повышенной вязкости среды и наличии твердых примесей.

Датчики выпускаются в различных исполнениях: по форме, размеру, конструкции чувствительного элемента, а также по конструкции и размеру корпуса и типу установки датчика (встраиваемые в стенку или крышку, размещаемые рядом с емкостью, размещаемые на подвесе внутри емкости).

В случае использования в качестве чувствительного элемента одинарного электрода роль второго электрода конденсатора выполняет заземленная стенка резервуара, если она металлическая, либо специальный заземленный металлический электрод, если стенка резервуара выполнена из диэлектрика. Одинарные электроды могут представлять из себя жесткие стержни или гибкие тросы.

Для измерения уровня электропроводных сред измерительный электрод покрывают изоляционным слоем. В качестве изоляции, как правило, используется фторопласт.

Емкостные датчики уровня жидкости находят применение в самых разных современных областях промышленности, ведь они совместимы практически с любыми жидкостями. Это и сельское хозяйство с его жидкими удобрениями и системами полива. Это и пищевая отрасль (молоко, вода, напитки).

В нефтехимической промышленности необходимо контролировать уровень нефтепродуктов. В фармацевтике — жидкие препараты. Во многих отраслях крайне важен контроль уровня воды, в том числе и подземных вод, а также вод в системах хранения, водоснабжения, водоотведения и канализации на предприятиях и просто в зданиях.

Датчик способен, таким образом, измерять уровень жидкого продукта, и при необходимости, взаимодействуя с автоматикой, поддерживать требуемое значение. Он может контролировать наполнение емкости жидкостью и процесс прохождение жидкости по трубопроводу, а также отслеживать расход. Таким образом, емкостной датчик уровня жидкости – незаменимое решение для систем автоматизации на разного рода предприятиях.

Ряд преимуществ выделяет емкостные датчики среди средств контроля уровня других типов. Емкостные датчики совместимы даже с химически агрессивными и пожароопасными веществами.

Они могут работать с продуктами практически любых физических свойств, с резервуарами любых объемов, форм и размеров (в силу возможности бесконтактного взаимодействия). Помещение может быть задымленным, запыленным, в нем может иметь место повышенная влажность воздуха, что не помещает работе датчика.

Датчик просто устанавливается на свое место, при этом он очень прост в обслуживании. В результате срок эксплуатации датчика может измеряться годами, а точность и надежность при правильном использовании останутся неизменными.

Конечно, есть у емкостных датчиков и недостатки. Они, например, чувствительны к образованию пены, к налипанию материала или осадков, что может вызвать ложные срабатывания. Поэтому регулярное обслуживание таким датчикам необходимо. Конечно стоят они дороже датчиков других видов.

В любом случае, перед установкой датчик необходимо точно отрегулировать, а в процессе эксплуатации нужно следить за его состоянием. Тогда и надежность и точность контроля останутся на высоте.

Андрей Повный, FB, ВК

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Многие современные технологические процессы проходят в вакууме и требуют контроля давления в широком диапазоне. К сожалению, нет такого физического явления, которое можно было бы эффективно использовать в вакуумметрах для измерения всего требуемого диапазона давлений от атмосферы до глубокого вакуума. Поэтому на различных диапазонах давления используются вакуумные датчики, основанные на разных принципах действия. Компания «Интек Аналитика» представляет широчайший выбор вакуумных датчиков от ведущих производителей измерительного оборудования в мире, способный удовлетворить любые потребности в измерении вакуума. Специалисты нашей компании помогут подобрать измерительную систему любой сложности: от компактного вакуумметра с индикацией на самом датчике до системы, контролирующей несколько вакуумных камер в широком диапазоне с удаленным централизованным управлением и индикацией.

Предлагаемые датчики вакуума по принципу действия можно разделить на несколько основных групп: деформационные, тепловые и ионизационные.Деформационные вакуумметры непосредственно измеряют реальную силу воздействия газа на чувствительный элемент датчика и охватывают диапазон давления от атмосферы до 1 мбар (до 10-4 мбар при использовании мембранно-емкостных датчиков). К механическим вакуумметрам относятся стрелочные, тензорезисторные, мембранно-емкостные датчики. Показания таких датчиков не зависят от рода газа, так как используются прямые методы измерения.

В основе работы тепловых вакуумметров лежит измерение тепловой проводимости газа, зависящей от давления газа. К таким вакуумметрам можно отнести датчики Пирани, термопарные и конвекционные. Тепловые датчики способны измерять давление от атмосферы до 10-4 мбар. Датчики такого типа не рекомендуется использовать для измерения давления сред с высоким содержанием паров воды.
К ионизационным вакуумметрам относятся вакуумные датчики с холодным катодом (ячейка Пеннинга) или с накаленным катодом. Вакуумметры такого типа ионизируют газ и измеряют полученный ионный ток. Такие датчики можно применять для измерения давления от 10-2 до 5•10-12 мбар.
Ввиду наличия разогретых частей в тепловых и ионизационных вакуумметрах, невозможно их использовать для измерения давления взрывоопасных газов. Как тепловые, так и ионизационные датчики измеряют давление косвенно, в результате этого они имеют следующие недостатки:

• Более высокую погрешность, чем механические датчики;
• Зависимость показаний давления от рода газа.

Для удобного измерения давления в вакуумной камере в широком диапазоне от атмосферы до 10-10 мбар применяются широкодиапазонные датчики. Они представляют собой комбинацию ионизационного и теплового датчика, совмещенных, как правило, в одном приборе.

Датчики измерения давления

Датчик давления — это устройство, в котором выходные параметры зависят от давления исследуемой среды, будь то жидкость, газ или пар. Современные системы не могут обойтись без точных приборов этого типа, они используются в системах автоматизации различных отраслей: энергетика, пищевая промышленность, нефтяная и газовая отрасль и многие-многие другие. У нас в каталоге, есть раздел датчики давления с помощью которого, вы сможете выбрать и купить нужный вам датчик.

В состав любого датчика давления входит:

• первичный преобразователь давления с чувствительным элементом;
• различные по конструкции корпусные детали;
• схемы для повторной обработки сигнала.

Классификация датчиков давления по принципу действия

Оптические датчики давления могут быть построены на двух принципах измерения: волоконно-оптическом и оптоэлектронном.

Волоконно-оптические

Волоконно-оптические датчики давления являются наиболее точными и их работа не сильно зависит от колебания температуры. Чувствительным элементом является оптический волновод. Об измеряемой величине давления в таких приборах обычно судят по изменению амплитуды и поляризации проходящего через чувствительный элемент света. Более подробно об волоконно-оптических датчиках давления можно почитать в этом PDF документе.

Оптоэлектронные

Датчики этого типа состоят из многослойных прозрачных структур. Через эту структуру пропускают свет. Один из прозрачных слоев может изменять свои параметры в зависимости от давления среды. Есть 2 параметра, которые могут изменяться: первый это показатель преломления, второй это толщина слоя. На иллюстрации показаны оба метода, изменение показателя преломления — рисунок а, изменение толщины слоя — рисунок б.

Понятно, что при изменении этих параметров будут меняться характеристики проходящего через слои света, это изменение будет регистрироваться фотоэлементом. Более подробно об оптоэлектронных датчиках давления можно почитать в этом PDF документе. К достоинствам датчика этого типа можно отнести очень высокую точность.

Магнитные

Другое название таких датчиков — индуктивные. Чувствительная часть таких датчиков состоит их Е-образной пластины, в центре которой находится катушка, и проводящей мембраны чувствительной к давлению. Мембрана располагается на небольшом расстоянии от края пластины. При подключении катушки, создается магнитный поток, который проходит через пластину, воздушный зазор и мембрану. Магнитная проницаемость зазора примерно в тысячу раз меньше магнитной проницаемости пластины и мембраны. Поэтому, даже небольшое изменение величины зазора влечет за собой заметное изменение индуктивности.

Емкостные

Имеет одну из наиболее простых конструкций. Состоит из двух плоских электродов и зазора между ними. Один из этих электродов представляет собой мембрану на которую давит измеряемое давление, вследствие, чего изменяется величина зазора. То есть, по сути, этот тип датчиков представляет собой конденсатор с изменяющейся величиной зазора. А как известно емкость конденсатора зависит от величины зазора. Емкостные датчики способны фиксировать очень маленькие изменения давления.

Ртутные

Тоже очень простой измерительный прибор. Работает по принципу сообщающихся сосудов. На один из этих сосудов давить измеряемое давление. Давление определяется по величине ртутного столба.

Пьезоэлектрические

Чувствительным элементом датчиков этого типа является пьезоэлемент — материал, выделяющий эклектический сигнал при деформации (прямой пьезоэффект). Пьезоэлемент находится в измеряемой среде, он будет выделять ток пропорциональный величине изменения давления. Так как электрический сигнал в пьезоматериале выделяется только при деформировании, а при постоянном давлении деформирование не происходит, то этот датчик пригоден только для измерения быстро меняющегося давления.

Этот тип тоже использует пьезоэффект, только в отличие от прошлого типа тут используется обратный пьезоэффект — изменение формы пьезоматериала в зависимости от подаваемого тока. В датчиках данного типа используется резонатор (например пластина) из пьезоматериала, на которую нанесены с двух сторон электроды. На электроды по переменно подается напряжение разного знака, таким образом пластина изгибается то в одну то в другую сторону с частотой подаваемого напряжения. Но если на эту пластину подать силу, например мембраной чувствительной к давлению, то частота колебания резонатора изменится. Частота резонатора и будет показывать величину, с которой давление давит на мембрану, а она в свою очередь давит на резонатор.

В качестве примера, на рисунке приведен пьезорезонансный датчика абсолютного давления. Он выполнен в виде герметичной камеры 1. Герметичность достигается соединением корпуса 2, основания 6 и мембраны 10, которая крепится к корпусу с помощью электронно-лучевой сварки. На основании 6 закреплены два держателя: 4 и 9. Держатель 4 крепится к основанию с помощью специально перемычки 3 и он держит силочувствительный резонатор 5. Держатель 9, установлен для крепления опорного пьезорезонатора 8.

Мембрана 10 передает усилие через втулку 13 на шарик 6, закрепленный в держателе 4. Шарик 4 передает силу давления на силочувствительный резонатор 5.

Провода 7 крепятся на основании 6 и служат для соединения резонаторов 5 и 8 с генераторами 17 и 16 Выходной сигнал абсолютного давления формируется схемой 15 из разности частот генераторов. Датчик давления помещен в активный термостат 18 с постоянной температурой 40 градусов Цельсия. Измеряемое давление подается через штуцер 12.

Резистивные

По-другому этот тип датчиков называет тензорезистивный. Тензорезистор — это элемент, изменяющий свое сопротивление в зависимости от деформирования. Эти тензоризисторы устанавливают на мембрану чувствительную к изменению давления. В итоге, при давлении на мембрану она изгибается и изгибает тензоризисторы, закрепленные на ней. Вследствие чего, сопротивление на них меняется и меняется величина тока в цепи.

На какие параметры нужно обращать внимание при покупке датчиков давления

• Диапазон измеряемого давления.
• Степенью защиты прибора. В разных отраслях использования датчиков будут разные условия эксплуатации, для которых необходимы разные степени защиты от проникновения воды и пыли. Определитесь, какую степень защиты электроприбора нужно выбрать именно вам.
• Наличие термокомпенсации. Температурные эффекты, такие как расширение материалов, могут наложить достаточно сильные помехи на выходные показания датчика. Если у вас происходят постоянное изменение температуры измеряемой среды, то термокомпенсация необходима. Обратите также внимание на границы температур. Например, у датчика ST250PG2BPCF есть термокомпенсация в пределах от -40 до 100 градусов Цельсия.
• Материал. Материал может оказать решающую роль при использовании датчика в агрессивных средах, в таком случае необходим выбор материала с высокой коррозийной стойкостью.
• Вид выходного сигнала. Важно определиться какой вид нужен вам. Аналоговый или цифровой? Если аналоговый, то какие диапазоны выходных сигналов и сколько проводов? Например, диапазоны могут быть 4. 20 мА.

Производители и дилеры

В нашем каталоге представлены датчики давления, которые можно приобрести у следующих производителей и дилеров: Honeywell International, Компэл, Freescale Semiconductor, Inc, Omron Electronics LLC, ST Microelectronics, BD Sensors RUS.

Если вам понравилась статья нажмите на одну из кнопок ниже

Назначение и область применения датчиков давления. Виды датчиков давления, принцип действия и особенности конструкции

Датчик давления — это устройство, в котором выходные параметры зависят от давления исследуемой среды, будь то жидкость, газ или пар. Датчик давления состоит из первичного преобразователя давления, в составе которого чувствительный элемент — приемник давления, схемы вторичной обработки сигнала, различных по конструкции корпусных деталей, в том числе для герметичного соединения датчика с объектом и защиты от внешних воздействий и устройства вывода информационного сигнала.

Первичные преобразователи имеют чувствительный элемент преобразующий как правило давление в перемещение. В основе принципа действия лежит упругая деформациячувствительного элемента, который выполняется в виде гофрированных мембран, мембранных коробок, сильфонов, манометрических пружин и т.п.

Вторичные преобразователи строятся на основе различных физических явлений.

Резистивные(реостатные и тензорезистивные) Тензорезистор — это элемент, изменяющий свое сопротивление в зависимости от деформирования. Эти тензоризисторы устанавливают на мембрану чувствительную к изменению давления. В итоге, при давлении на мембрану она изгибается и изгибает тензоризисторы, закрепленные на ней. Вследствие чего, сопротивление на них меняется и меняется величина тока в цепи. Реостатный представляет собой переменный резистор со скользящим контактом.

Ёмкостные преобразователи используют метод изменения ёмкости конденсатора при изменении расстояния между обкладками. При изменении давления мембрана с электродом деформируется и происходит изменение емкости.

Пьезоэлектрические. Главной особенностью пьезорезистивных датчиков является сам пьезорезистор. Он представляет собой полупроводник, сопротивление которого меняется при деформации или растяжении. В данном случае давление передаётся через заполняющую жидкость от диафрагмы к пьезорезистору. Далее это значение сопротивления поступает в электронный блок, который преобразует сигнал в электрический.

Индукционные датчики основаны на передаче магнитных полей от тела к другому телу, не контактирующим с первым. Иными словами – конструктивно индукционный датчик имеет железный сердечник, в проволочной обмотке, по которой проходит ток. Сердечник соединен с диафрагмой и при изменении давления меняется положение сердечника относительно самой обмотки, соответственно меняется индуктивность обмотки. Далее сигнал преобразовывается в электронном блоке.

Назовите назначение и область применения металлических и полупроводниковых термометров сопротивления. Объясните их принцип действия и особенности конструкции. Назовите достоинства, недостатки и основные характеристики.

Термо́метр сопротивле́ния — электронный прибор, предназначенный для измерения температуры и основанный на зависимости электрического сопротивления металлов, сплавов и полупроводниковых материалов от температуры. Термометр сопротивления применяют, например, для измерения температуры внутри газовых котлов на теплоэлектростанциях.

Металлический термометр сопротивленияпредставляет собой резистор, выполненный из металлической проволоки или плёнки и имеющий известную зависимость электрического сопротивления от температуры.

Широкое распространение получили Т. с. из чистых металлов, особенно платины и меди, которые конструктивно представляют собой металлическую проволоку или ленту, намотанную на жёсткий каркас (из кварца, фарфора, слюды), заключённый в защитную оболочку (из металла, кварца, фарфора, стекла) с головкой, через которую проходят 2, 3 или вывода, соединяющие Т. с. с измерительным прибором.

Полупроводниковые термометры сопротивления под названием термисторов широко применяют в технике. Термистор — полупроводниковый резистор, электрическое сопротивление которого зависит от температуры. С их помощью контролируют температуру в большом числе точек, причем показания ее могут быть получены на приборах, установленных в одном пункте. Т. с. из полупроводников широко применяются для измерения низких температур благодаря их высокой чувствительности. Т. с. этого вида представляют собой полупроводниковые пластинки (плёнки) различных габаритов и формы с приваренными металлическими выводами, помещаемые часто в защитную оболочку.

Преимущества термометров сопротивления

· Высокая точность измерений (обычно лучше ±1 °C), может доходить до 0,13м °C(0,00013).

· Возможноcть исключения влияния изменения сопротивления линий связи на результат измерения при использовании 3-х или 4-х проводной схемы измерений

· Практически линейная характеристика

Недостатки термометров сопротивления

· Малый диапазон измерений (по сравнению с термопарами)

· Более дорогой (по сравнению с термопарами), если это платиновый термометр сопротивления типа ТСП

· Требуется дополнительный источник питания для определения температуры

Виды датчиков для контроля давления и область их использования

Такие приборы представляют собой измерительные устройства с чувствительными элементами, изменяющими физические параметры в зависимости от давления окружающей среды.

В отличие от манометров, которые только измеряют давление и демонстрируют показания на шкале, датчики еще и преобразуют полученную величину в унифицированный сигнал или цифровой код, который передается по сети технической системы и используется для регулирования всего процесса.

Таким образом, в датчиках обязательно предусматривают не только приемник давления (чувствительный элемент), а и устройства вывода информационного сигнала. И все места стыков и соединений защищаются герметичными соединениями.

Датчики давления классифицируют по нескольким признакам. Первый из них — измеряемая характеристика:

• Абсолютное давление — показатель в измеряемой среде относительно абсолютного нуля (вакуума).
• Избыточное давление — уровень увеличения давления в среде относительно барометрического (в земной атмосфере).
• Разрежения — степень уменьшения давления относительно барометрического.
• Давления/разрежения: можно измерять как увеличение, так и уменьшение относительно показателей атмосферного давления.
• Разности давлений (дифференциальные): замеряют, насколько различаются показатели в двух разных средах или в 2 удаленных точках процесса.
• Гидростатического: измеряют разность между полным и динамическим давлением, используются для трубопроводов.

Еще одна классификация — по методу измерения давления:

• Высота жидкости в колонне. По такому принципу работают манометры с откалиброванной шкалой, заполненные водой или ртутью. Водные считаются более чувствительными и точными.
• Упругая деформация. Метод основан на таком соответствии: степень деформации упругого материала прямо пропорциональна прикладываемому усилию (давлению).
• Электрические методы. По такому принципу работают тензодатчики: изменение размера сказывается на электрическом сопротивлении проводника.

В зависимости от всех этих характеристик выделяют следующие типы датчиков:

Также выпускаются приборы с разной степенью чувствительности. Некоторые работают с минимальной погрешностью, но требуют больше времени для проведения измерений. Их целесообразно использовать там, где показатели давления в системе стабильны. Если же эта величина сильно изменяется за короткий промежуток времени, то решают “пожертвовать” точностью в пользу скорости проведения измерений.

Области применения

Датчики давления как устройства, преобразующие измеряемую величину в унифицированный цифровой сигнал, могут использоваться в сфере ЖКХ, на производстве (химическом, пищевом, нефтехимическом, в машиностроении, металлургии, судостроении, энергетике) и для проведения лабораторных экспериментов.

В жилищно-коммунальных хозяйствах и в быту такие устройства монтируются в системы теплового учета и автоматического контроля инженерных сетей. Большинство моделей универсальны и рассчитаны на использование в жидких, газообразных и химически агрессивных средах. В системах контроля за технологическими процессами (в фильтрах, насосах, открытых и закрытых емкостях) часто используются датчики дифференциального давления, а приборы, измеряющие разность давления, широко применяются на предприятиях энергетической отрасли.

Критерии выбора

При подборе подходящего устройства обязательно учитывают:

• место установки, тип технологического процесса и оборудования;
• диапазон измерений;
• тип и температура транспортируемой среды;
• тип унифицированного выходного сигнала;
• необходимая точность проведения измерений (чем ответственнее технологический процесс, тем выше нужна точность).

Компания «Измеркон» предлагает наиболее востребованные датчики, задатчики, регистраторы, сенсоры и преобразователи давления с высокой точностью. Также здесь можно приобрести цифровые манометры.

Все это — продукция швейцарской компании KELLER. Такое оборудование высокой точностью, стабильностью, надежностью электрических разъемов и технологических присоединений. Для подбора подходящего измерительного устройства в соответствии с требованиями технологического процесса и оборудования достаточно оставить онлайн-заявку или заказать обратный звонок.