VIII Международная студенческая научная конференция

VIII Международная студенческая научная конференция Анемометр

Назначение

Потенциометрический датчик положения предназначен для следующих целей:

  • контроль и измерение перемещений механизмов, рабочих органов машин и других объектов;
  • звено обратной связи в робототехнике и в системах автоматики;
  • определение расстояний до объектов;
  • испытания в лабораториях, контроль работы механизмов.

VIII Международная студенческая научная конференция

Схемы

Датчики потенциометрического типа имеют статическую характеристику — зависимость напряжения на выходе Uвых от перемещения контакта X. Связь между этими параметрами у ненагруженного потенциометра обычно линейная:

где L — длина датчика, k — чувствительность (k = Uпит/L).

В реальности потенциометрический датчик содержит нагрузочное сопротивление Rн в следующем звене системы автоматического управления, которое влияет на величину Uвых.

Низкая надежность датчиков, связанная с потерей контакта, обрывом обмотки или межвитковым замыканием, приводит к необходимости изменения схемы соединений.

Если знак сигнала на выходе не меняется, датчик называется однополярным. Он представляет собой простейшее устройство типа переменного резистора.

Схема потенциометрического датчика двухтактного типа применяется для автоматического регулирования, где на выходе изменяется знак сигнала в зависимости от того, какой он на входе. От этого зависит направление управляющего перемещения рабочего органа.

VIII Международная студенческая научная конференция

Напряжение может сниматься со щетки и с середины потенциометра. Применяются также другие схемы подключений. При питании постоянным током, когда подвижный контакт проходит через его среднюю точку, знак на выходе изменяется на противоположный. Если на обмотку подается напряжение переменного тока, изменяется фаза на 180 0 .

В автоматике используются нелинейные характеристики датчиков. Для этого изменяется диаметр проволоки вдоль намотки, шаг обмотки, применяются каркасы сложной формы, шунтируются участки потенциометров сопротивлениями.

Погрешности датчиков

На реальные характеристики датчиков влияют следующие погрешности:

  • Зона нечувствительности. При переходе контакта с одного витка провода на другой происходит скачок напряжения, величина которого определяется по формуле: DU=Uпит./W, где W – число витков.
  • Неравномерность статической характеристики, связанная с колебаниями диаметра провода по длине, его удельным сопротивлением и точностью намотки.
  • Наличие люфта между движком контакта и втулкой, влияющего на точность показаний.
  • Неравномерность нажима щетки, влияющая на величину сопротивления контакта. Обычно силу прижатия движка к обмотке применяют достаточно большую. Однако сделать это не всегда удается, поскольку усилие от чувствительных элементов (мембран, поплавков, биметаллических пластин) — небольшое.

VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2016

VIII Международная студенческая научная конференция

VIII Международная студенческая научная конференция

VIII Международная студенческая научная конференция

VIII Международная студенческая научная конференция

VIII Международная студенческая научная конференция

VIII Международная студенческая научная конференция

VIII Международная студенческая научная конференция

VIII Международная студенческая научная конференция

Применение потенциометров в датчиках давления

Параметры работы различных устройств удобно преобразовывать в электрические сигналы. Потенциометрический датчик давления жидкости или газа применяют в системах подачи топлива в машинах, газа в магистралях и т. п. Обычно это мембранные измерительные приборы.

VIII Международная студенческая научная конференция

Под действием перепада давления на обеих сторонах мембраны происходит ее перемещение. При этом также поворачивается ползун. Если давления Р0 и Ри равны между собой, движок переходит в исходное левое положение, при котором устанавливается начальное сопротивление прибора. Когда Ри уменьшается, мембрана перемещается вправо, а ползунок устанавливает щетку потенциометра в положение, соответствующее перепаду давления.

Чтобы снизить погрешность дискретного изменения сопротивления потенциометра, количество витков на нем делают не менее 100. Ее можно полностью устранить, если перемещать щетку вдоль оси калиброванной проволоки реохорда.

Материалы

Каркас изготавливается из диэлектрического материала: керамики, гетинакса, текстолита, пластмассы. Применяется металл с изоляционным покрытием. Его высокая теплопроводность дает возможность хорошо отводить тепло от провода датчика.

Металл обмотки обладает высоким удельным электрическим сопротивлением, стойкостью к коррозии, небольшим влиянием температуры, прочностью на истирание и разрыв. Этим требованиям соответствует манганин, константан, никельхромовые сплавы. Намотка также может быть ламельной или пленочной.

Скользящие контакты снижают надежность датчиков и усложняют конструкцию. Недостатки проволочных потенциометров:

  • низкая надежность контактов;
  • нестабильность переходного сопротивления между движком и обмоткой из-за окисления и электроэрозии провода;
  • дребезг контактов.

Большой ресурс имеют токопроводящие пластмассы, имеющие также лучшую линейность характеристики. Датчики на их основе применяются там, где требуется высокая надежность, особенно – в авиации.

Контакт щетки изготавливается с добавкой благородных металлов, чтобы они были мягче материала обмотки.

Емкостные преобразователи давления

Электрические датчики давления

В данных приборах измеряемое давление, оказывая воздействия на чувствительный элемент, изменяет его собственные электрические пара- метры: сопротивление, ёмкость или заряд, которые становятся мерой этого давления. Подавляющее большинство современных общепромышленных ИПД реализовано на основе трех основных принципов:

1) емкостные– используют упругий чувствительный элемент в виде конденсатора с переменным зазором: смещение или прогиб под действием прилагаемого давления подвижного электрода-мембраны относительно неподвижного изменяет его ёмкость;

2) пьезоэлектрические– основаны на зависимости поляризованного заряда или резонансной частоты пьезокристаллов: кварца, турмалина и других от прилагаемого к ним давления;

3) тензорезисторные– используют зависимость активного сопро-

тивления проводника или полупроводника от степени его деформации.

В последние годы получили развитие и другие принципы работы ИПД: волоконно-оптические, индукционные, гальваномагнитные, объем- ного сжатия, акустические, диффузионные и т.д.

На сегодняшний день самыми популярными в России являются тен-

Емкостные преобразователи давления

Принцип действия емкостных преобразователей основан на измене- нии емкости переменного конденсатора С под воздействием преобразуе- мой неэлектрической величины (например, давления). Емкость конденса- тора зависит от таких параметров как расстояние между пластинами (об-

кладками) δ, площадь пластин S, диэлектрическая постоянная между пла-

Наибольшее применение в системах автоматики получили плоскопа- раллельные и цилиндрические преобразователи. На рис. 3.12 схематически изображено устройство плоскопараллельных емкостных преобразователей,

основанных на трех принципах: изменении величины зазора δмежду пла-

стинами (обкладками) конденсатора, причем одной из пластин может быть поверхность объекта (детали), не входящего в состав преобразователя (рис.

Про анемометры:  Подводка газа к плите и котлу: какие трубы и фитинги использовать?

3.12, а); изменении площади S перекрытия пластин в результате их относи- тельного смещения (рис. 3.12, б); изменении диэлектрической проницае- мости материала E (рис. 3.12, в).

Характеристика управления емкостного плоскопараллельного пре-

образователя с изменяющимся воздушным зазором определяется выраже-

где С — емкость конденсатора, Ф; δ— расстояние между обкладками, м; E—

абсолютная диэлектрическая проницаемость среды между обкладками,

Ф/м; S — площадь обкладок, м2.

Рис.3.12. Емкостные преобразователи:

а — с изменяющейся величиной зазора; б — с изменяющейся площадью; в — с изменяющейся диэлектрической проницаемостью

В первом случае емкость изменяется по гиперболическому закону,

во втором и третьем – линейно.

Основными достоинствами емкостных преобразователей являются: высокая чувствительность (до 500 В/мм); простота конструкции; малые размеры и масса; малая инерционность; высокая точность и стабильность характеристик.

К недостаткам следует отнести: большое внутреннее сопротивление; влияние на работу преобразователя паразитных емкостей (требуется экра- нировка); необходимость усиления снимаемого сигнала; потребность ис- точника напряжения высокой частоты; сильное влияние изменения темпе- ратуры, влажности и загрязненности окружающей среды; для достижения максимальной чувствительности монтаж следует производить короткими проводами, что не всегда удобно.

Эксплуатационные характеристики

Характеристика холостого хода датчика представляет собой прямую линию (R/Rн = 0). Отклонение кривых от нее увеличивается с уменьшением сопротивления нагрузки Rн.

Кроме активного сопротивления у датчиков есть еще динамические нагрузки:

  • Передаточная функция.
  • Индуктивная составляющая.
  • Собственные шумы при переходе подвижного контакта от витка к витку и от вибрации щетки.

Сопротивление между контактом движка и одним из выводов называется выходным. Измеряется его величина, сила тока или напряжение.

Датчики Метран-150 и Rosemount на базе емкостной ячейки

В статье рассматривается новый датчик давления Метран-150 и Rosemount на базе емкостной ячейки. Описаны конструкция и эксплутационные характеристики изделий. Указаны их основные преимущества.

Промышленная группа «Метран», г. Челябинск

История применения емкостного сенсора насчитывает уже более 40 лет. Впервые емкостный метод для измерения давления был успешно применен в 1969 году, в датчиках Rosemount. Именно тогда был создан легендарный датчик давления Rosemount 1151, ставший бестселлером. Несколько лет назад началось активное замещение датчиков Rosemount 1151 семейством более современных приборов Rosemount 2051, Rosemount 3051 и Rosemount 3051S.

В датчике Метран-150 в качестве одного из первичных преобразователей давления также используется новая емкостная ячейка Rosemount (рис. 1). Она образована двумя цилиндрическими основаниями 1, между которыми расположена плоская металлическая мембрана 2. На торцах цилиндрических оснований, обращенных к поверхности мембраны, имеются диэлектрические вкладыши 3 с тонкопленочными металлическими электродами 4. Цилиндрические основания и мембрана сварены между собой по наружному контуру, образуя симметричную и прочную конструкцию ячейки. Таким образом, между металлической мембраной и электродами, расположенными по обе стороны от нее, образованы две емкости конденсаторов.

Конструкции датчиков

Датчик линейного перемещения потенциометрический состоит из диэлектрического каркаса различной формы (пластины, цилиндра, кольца и др.), на который наматывается изолированный провод, присоединенный к зажимам и закрепленный хомутами на концах. По обмотке перемещается металлическая щетка. Для датчиков поворотного типа каркасы делаются кольцевой формы, продольного – прямолинейные. В местах контакта с движком изоляция на проводе отсутствует.

На зажимы подается напряжение питания. Выходной сигнал снимается между одним из концов провода и контактом щетки, хотя есть другие схемы подключений.

VIII Международная студенческая научная конференция

Каждый линейный потенциометрический датчик имеет статическую характеристику в виде зависимости величины выходного сигнала от перемещения контакта щетки.

Потенциометрические датчики

Потенциометрический датчик представляет собой переменный резистор, к которому приложено питающее напряжение, его входной величиной является линейное или угловое перемещение токосъемного контакта, а выходной величиной – напряжение, снимаемое с этого контакта, изменяющееся по величине при изменении его положения.

Потенциометрические датчики предназначены для преобразования линейных или угловых перемещений в электрический сигнал, а также для воспроизведения простейших функциональных зависимостей в автоматических и автоматических устройствах непрерывного типа.

VIII Международная студенческая научная конференция

По способу выполнения сопротивления потенциометрические датчики делятся на

ламельные с постоянными сопротивлениями;

проволочные с непрерывной намоткой;

VIII Международная студенческая научная конференция

Ламельные потенциометрические датчики использовались для проведения относительно грубых измерений в силу определенных конструктивных недостатков.

В таких датчиках постоянные резисторы, подобранные по номиналу специальным образом, припаиваются к ламелям.

Ламель представляет собой конструкцию с чередующимися проводящими и непроводящими элементами, по которой скользит токосъемный контакт. При движении токосъемника от одного проводящего элемента к другому суммарное сопротивление подключенных к нему резисторов меняется на величину соответствующую номиналу одного сопротивления. Изменение сопротивлений может происходить в широких пределах. Погрешность измерений определяется размерами контактных площадок.

VIII Международная студенческая научная конференция

Ламельный потенциометрический датчик

Проволочные потенциометрические датчики предназначены для более точных измерений. Как правило их конструкции представляют собой каркас из гетинакса, текстолита или керамики, на который в один слой, виток к витку намотана тонкая проволока, по зачищенной поверхности которой скользит токосъемник.

Диаметр проволоки определяет класс точности потенциометрического датчика (высокий-0,03-0,1 мм , низкий 0,1-0,4 мм). Материалы провода: манганин, фехраль, сплавы на основе благородных металлов. Токосъемник выполнен из более мягкого материала, чтобы исключить перетирание провода.

Преимущества потенциометрических датчиков:

высокая степень линейности статических характеристик;

возможность работы на переменном и постоянном токе.

Недостатки потенциометрических датчиков:

наличие скользящего контакта, который может стать причиной отказов из-за окисления контактной дорожки, перетирания витков или отгибание ползунка;

погрешность в работе за счет нагрузки;

сравнительно небольшой коэффициент преобразования;

высокий порог чувствительности;

подверженность электроэррозии под действием импульсных разрядов.

VIII Международная студенческая научная конференция

Статическая характеристика потенциометрических датчиков

VIII Международная студенческая научная конференция

Статическая характеристика нереверсивного потенциометрического датчика

Рассмотрим на примере потенциометрического датчика с непрерывной намоткой. К зажимам потенциометра прикладывается переменное или постоянное напряжение U. Входной величиной является перемещение X, выходной − напряжение Uвых. Для режима холостого хода статическая характеристика датчика линейна т.к. справедливо соотношение : Uвых=(U/R)r,

где R- сопротивление обмотки; r- сопротивление части обмотки.

где К — коэффициент преобразования (передачи) датчика.

Очевидно, что такой датчик не будет реагировать на изменение знака входного сигнала (датчик нереверсивный). Существуют схемы чувствительные к изменению знаку. Статическая характеристика такого датчика имеет вид представленный на рисунке.

Про анемометры:  Купить Газовый детектор Jablotron GS-133 12 В постоянного тока в Москве, цена: 3661 руб, - интернет-магазин

VIII Международная студенческая научная конференция

Реверсивная схема потенциометрического датчика

VIII Международная студенческая научная конференция

Статическая характеристика реверсивного потенциометрического датчика

Полученные идеальные характеристики могут существенно отличатся от реальных за счет наличия различного рода погрешностей:

Выходное напряжение меняется дискретно от витка к витку, т.е. возникает эта зона, когда при малом входная величина Uвых не меняется.

Величина скачка напряжения определяется по формуле: DU=U/W, где W- число витков.

Порог чувствительности определяется диаметром намоточного провода: Dx=l/W.

VIII Международная студенческая научная конференция

Зона нечувствительности потенциометрического датчика

2.Неравномерность статической характеристики из-за непостоянства диаметра провода, удельного сопротивления и шага намотки.

3.Погрешность от люфта, возникающего между осью вращения движка и направляющей втулкой (для уменьшения используют поджимные пружины).

При малых мощностях элемента приводящего в движение щетку потенциометрического датчика может возникать за счет трения зона застоя.

Необходимо тщательно регулировать нажим щетки.

5.Погрешность от влияния нагрузки.

В зависимости от характера нагрузки возникает погрешность, как в статическом, так и в динамическом режимах. При активной нагрузке изменяется статическая характеристика. Величина выходного напряжения будет определяться в соответствии с выражением: Uвых=(UrRн)/(RRн+Rr-r2)

VIII Международная студенческая научная конференция

Потенциометрический датчик под нагрузкой

VIII Международная студенческая научная конференция

Динамические характеристики потенциометрических датчиков

Для вывода передаточной функции удобнее за выходную величину взять ток нагрузки, его можно определить пользуясь теоремой об эквивалентном генераторе. Iн=Uвых0/(Rвн+Zн)

1.Нагрузка чисто активная Zн=Rн т.к. Uвых0=K1x Iн=K1x/(Rвн+Rн)

где K1 − коэффициент передачи датчика на холостом ходу.

Применяя преобразование Лапласа, получим передаточную функцию W(p)=Iн(p)/X(p)=K1/(Rвн+Rн)=K

Таким образом, мы получили безынерционное звено, а значит датчик имеет все, соответствующие этому звену частотные и временные характеристики.

VIII Международная студенческая научная конференция

2. Нагрузка индуктивная с наличием активной составляющей .

Путем преобразований можно прийти к передаточной функции вида W(p)=K/(Tp+1) – апериодическое звено 1-го порядка,

Собственные шумы потенциометрического датчика

VIII Международная студенческая научная конференция

Как было показано, при движении щетки от витка к витку напряжение на выходе меняется скачком. Погрешность, создаваемая ступенчатостью имеет вид пилообразного напряжения, наложенного на выходное напряжение передаточной функции ,т.е. представляет собой шум. При наличии вибрации щетки при движении также создается шум (помеха). Частотный спектр вибрационного шума лежит в области звуковых частот.

Для устранения вибрации токосъемники выполняют из нескольких проволочек различной длины сложенных вместе. Тогда собственная частота каждой проволочки будет различна, это препятствует появлению технического резонанса. Уровень тепловых шумов- низок, их учитывают в особо чувствительных системах.

Функциональные потенциометрические датчики

Необходимо отметить, что в автоматике часто для получения нелинейных зависимостей используются функциональные передаточной функции. Их построение производится тремя способами:

изменением диаметра проволоки вдоль намотки;

применением каркаса определенной конфигурации;

шунтированием участков линейных потенциометров сопротивлениями различной величины.

Например, чтобы получить квадратичную зависимость по 3-му способу, нужно чтобы ширина каркаса изменялась по линейному закону, как это показано на рисунке.

VIII Международная студенческая научная конференция

Функциональный потенциометрический датчик

Основным достоинством многооборотных потенциометров является высокая разрешающая способность и точность, что достигается благодаря большой длине резистивного элемента при малых общих габаритах.

Фотопотенциометр − представляет собой бесконтактный аналог обычного потенциометра с резистивным слоем, механический контакт в нем заменен фотопроводящим, что, конечно, повышает надежность и срок службы. Сигналом с фотопотенциометра управляет световой зонд, выполняющий роль движка. Он формируется специальным оптическим устройством и может смещаться в результате внешнего механического воздействия вдоль фотопроводящего слоя. В месте засветки фотослоя возникает избыточная по сравнению с темновой фотопроводимость и создается электрический контакт.

Фотопотенциометры делятся по назначению на линейные и функциональные.

Функциональные фотопотенциометры позволяют пространственное перемещение источника света преобразовать в электрический сигнал заданного функционального вида за счет профилированного резистивного слоя (гиперболические, экспоненциальные, логарифмические).

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Принцип действия

Потенциометр преобразует линейные или угловые перемещения в соответствующие величины напряжения, тока или сопротивления. За счет этого можно работать со многими неэлектрическими величинами: давлением, уровнем, расходом и др.

Потенциометрические датчики, принцип действия которых заключается в измерении перемещения или места расположения положения, соединяются своими подвижными контактами переменного резистора с объектами. Это могут быть клапаны, антенны, режущие инструменты и многое другое. После подачи питания на датчик с него снимается сигнал положения движка потенциометра, как с делителя напряжения.

VIII Международная студенческая научная конференция

Базовый метод регистрации во всех моделях остается одним и тем же, но имеются конструктивные отличия. Сигнал может сниматься напрямую или с помощью электронной схемы после его обработки и нормализации. Важно, чтобы он соответствовал определенным стандартам.

Типы датчиков

Применение потенциометрического датчика зависит от типа:

  • T/TS – высокоточный прибор (0,075%), работающий в диапазоне осевых перемещений 150 мм. Подходит для окружной скорости до 10 м/с. Конструкция – обеспечение перемещения стержня в двух направлениях по принципу делителя напряжения.
  • TR/TRS – такой же, как предыдущий, но с возвратной пружиной. Перемещение достигает 100 мм. Выдерживает более высокие поперечные нагрузки на наконечнике.
  • TE1 – модель, которая содержит электронную схему для нормализации сигналов с аналоговым выходом.
  • TE1 с возвратной пружиной – модификация для решения более широкого круга задач. Датчик более устойчив при повышенных поперечных нагрузках.
  • TEX – потенциометрический датчик с поворотной головкой и с отслеживанием линейных перемещений объектов на расстояние до 300 мм. Шарнирное соединение облегчает монтаж и обеспечивает длительный срок эксплуатации.
  • TEX с приводной штангой с резьбой на конце. Дает возможность жестко фиксировать объект.
  • TEX с возвратной пружиной не требует жесткого крепления объекта к штанге.
  • TX2 с поворотной головкой или с крепежными хомутами. Применяются в тяжелых условиях эксплуатации. Уровень защиты составляет IP 67, точность — 0,05%.

VIII Международная студенческая научная конференция

Достоинства потенциометрических датчиков

  • Простота конструкции.
  • Небольшая стоимость.
  • Хорошая разрешающая способность.
  • Компактность и малый вес.
  • Стабильность показаний.
Про анемометры:  Как запустить газовый двухконтурный котел после аварийной остановки?

Преобразователи с емкостными сенсорами

На емкостном принципе основана работа приборов некоторых ведущих производителей измерительных преобразователей, таких как FISHER-ROSEMOUNT, FUJI. Эти устройства уникальны по своим техническим характеристикам, но обладают и достаточно высокой стоимостью. Поэтому они мало используются при измерении избыточного давления, но широко – при измерении разности давлений.

Наиболее широкое применение получили измерительные преобразователи с емкостными сенсорами компании Rosemount Inc.

Одной из наиболее известных конструкций сенсоров этой фирмы является дельта-ячейка, принципиальная схема которой показана на рис. 5.12. Сенсорная мембрана 1 и обкладки 2, 3 образуют электрические конденсаторы, заполненные снаружи затвердевающим компаундом-диэлектриком 4. Образовавшийся блок установлен в металлическом корпусе 5, состоящем из двух частей. В целях исключения влияния внешних механических воздействий на показания ячейки они сварены между собой герметичным швом. Внутренние полости электрических конденсаторов соединены с соответствующими полостями внешнего воздействия, образованными разделительными мембранами 6, 7 и корпусом. Эти полости образуют между собой герметичные сосуды, заполняемые различными жидкими средами, такими как водные растворы глицерина, пропилен гликоля, силиконовым маслом, жидкостями типа Syltherm, Neobee.

Электрические выводы 8, 9 и 10 соединены с соответствующими обкладками двух электрических конденсаторов и сенсорной мембраной, выполняющей роль общего электрода. Измеряемое давление ризб, воздействуя на разделительную мембрану 7, прогибает ее. Этот прогиб, преобразуемый в давление технического масла, передается сенсорной мембране. Даже малый ход мембраны (около 0,1 мм) из-за небольших расстояний между обкладками конденсатора приводит к увеличению электрической емкости, образованной сенсорной мембраной 1 и обкладкой 2, и уменьшению емкости, состоящей из этой мембраны и обкладки 3. Такие изменения отслеживаются измерительным блоком на соответствующих парах электровыводов 8–9 и 9–10.

VIII Международная студенческая научная конференция

Рис. 5.12. Принципиальная схема емкостной дельта-ячейки фирмы ROSEMOUNT : 1 – сенсорная мембрана; 2, 3 – обкладки автономных емкостных ячеек; 4–твердый компаунд-ди-электрик; 5 – корпус;

6, 7 – разделительные мембраны; 8, 9 и 10 – электрические выводы емкостей

На разделительную мембрану 6 воздействует атмосферное давление ратм. В варианте измерительного преобразователя абсолютного давления на разделительную мембрану 6 устанавливается кожух, внутренняя полость которого вакууммируется.

Наиболее совершенной моделью емкостного сенсора компании ROSEMOUNT Inc. является копланарная ячейка, принципиальная схема которой представлена на рис. 5.13. Сенсорная мембрана 1 попарно с обкладками 2 и 3 автономных полостей образует емкостные ячейки, снаружи которых пространство заполняется компаундом-диэлектри-ком 4. Этот блок размещен в металлическом корпусе 5. Внутренние полости емкостных ячеек сообщены с соответствующими полостями входных камер, образованных корпусом и разделительными мембранами 6 и 7. Причем для уменьшения методической погрешности разделительные мембраны расположены в одной горизонтальной плоскости, отчего ячейка получила название копланарной.

VIII Международная студенческая научная конференция

Рис. 5.13. Принципиальная схема емкостной копланарной ячейки: 1 – сенсорная мембрана; 2, 3 – обкладки автономных емкостных ячеек; 4 – компаунд-диэлектрик; 5 – корпус; 6, 7 – разделительные мембраны; 8, 9 и 10 – электрические выводы емкостей; 11 – измерительная схема; 12 – лента электрических выводов.

На разделительные мембраны автономно воздействуют давления ратми ризб. Изменение электрических емкостей между электродами, роль которых выполняют сенсорная мембрана 1 и обкладки автономных емкостных ячеек, отслеживается через электровводы 8, 9 и 10 измерительной схемы 11. На выходе схемы располагается лента электрических выводов 12 с присоединительным электрическим разъемом.

Измеряемое давление воздействует на разделительную мембрану 7 и через разделительную жидкость передается на сенсорную мембрану 1. Под воздействием этого мембрана 1 прогибается, и в результате изменяется электрическая емкость ячеек, образованных сенсорной мембраной и обкладками. В одной ячейке электрическая емкость увеличивается, в другой – уменьшается.

Электрические ячейки включаются в разные плечи измерительного моста. На одну из разделительных мембран 6, воздействует атмосферное давление. В измерителях абсолютного давления — вакуум. Соответственно при включении этого блока в одно плечо измерительного моста, а другого блока (избыточное давление – емкостная ячейка) – в другое плечо на выходе измерительной схемой 11 в ленте электрических выводов 12 генерируется электрический сигнал напряжения по величине измеряемого избыточного давления.

Отличительной особенностью измерительных преобразователей фирмы ROSEMOUNT Inc. является компактность и универсальность переходного блока соединения сенсорного узла с импульсными линиями. Благодаря этому измеритель может изменять свое функциональное назначение.

Представляет интерес новая разработка фирмы по вариантам нарушения профиля при превышении предельно допустимого давления. Разделительная мембрана изготовляется таким образом, что на общей поверхности имеются две воспринимающие давление площадки: центральная, наиболее чувствительная, и периферийная, включающаяся в работу при существенных деформациях центральной. Сигнал по остаточным явлениям на периферийной площадке включается в компенсационную систему генерирования сигнала по измеряемому давлению. Это повышает точность измерения, особенно в условиях работы с максимально допустимыми параметрами. Корпус прибора изготовляется литым из алюминиевых сплавов, а для агрессивных сред — из нержавеющей стали, металлов типа Hastelloy, Monel, тантал.

Большие возможности применения емкостного метода в разработке манометрических приборов подтвердили во ВНИИМ имени Д. И. Менделеева, создав государственный специальный эталон единицы абсолютного давления для диапазона от 1 × 10 –3 до 1 × 10 3 Па со случайной погрешностью не более 0,001 Па.

Метод функционирования эталона основан на электростатической компенсации прогиба металлической мембраны, который появляется из-за разности давления в камерах мембранно-емкостного преобразователя.

Уважаемый пользователь. Уведомляем Вас о том, что персональные данные, которые Вы можете оставить на сайте, обрабатываются в целях его функционирования. Если Вы с этим не согласны, то пожалуйста покиньте сайт. В противном случае это будет считаться согласием на обработку Ваших персональных данных.Политика конфиденциальности

Назначение потенциометрических датчиков

  • Измерение линейного перемещения (положения) разного рода объектов, рабочих органов машин и механизмов в промышленности, мониторинг и передача данных
  • Применение в качестве звена обратной связи в автоматизированных системах управления, робототехнике
  • Оценка расстояний до объектов без жесткой привязки (используются измерительные наконечники)
  • Проверка качества работы механизмов, проведение испытаний в диагностических и испытательных лабораториях
Оцените статью
Анемометры
Добавить комментарий