Давление является одной из самых важных физических величин в нашей среде. Это важный параметр в промышленных приложениях в таких дисциплинах, как термодинамика, аэродинамика, акустика, механика жидкости, механика грунта и биофизика (подробнее - https://datchik-davleniya.ru/).

Большинство производственных установок, автоматизированных или управляемых операторами, требуют постоянного мониторинга и контроля давления, поскольку избыточное давление может привести к повреждению кожухов или дренажей и причинить очень серьезный ущерб критически важным типам оборудования. Поэтому они используют датчики давления для отслеживания статических или динамических изменений давления и преобразования их в аналоговый электрический сигнал, где приложенное давление определяет его величину.

Датчики давления - это электромеханические устройства, которые могут определять силы в различных типах газов и жидкостей: сжатом воздухе, газе, паре, масле, атмосферном/барометрическом, пневматическом, водном, жидком, гидравлическом и коррозионно-активных средах и подавать управляющие сигналы на устройства отображения.

Сегодня мы используем датчики давления в различных промышленных приложениях, начиная от компрессоров, охлаждения, кондиционирования воздуха, устройств с сенсорным экраном, автомобилестроения, биомедицинских инструментов, авиации и насосов с регулируемой скоростью до гидравлического давления, масла и воды.

Давление охватывает очень широкий диапазон от сверхвысокого вакуума до сверхвысокого давления. Его можно выразить как абсолютное значение (по сравнению с вакуумом) или относительное значение (по сравнению с атмосферным давлением). Он также может представлять разницу между двумя давлениями или относиться к различным средам и жидкостям с разными физическими (например, температурой) или химическими характеристиками (например, риск коррозии).

Современные технологически продвинутые датчики давления более точны, надежны и прочны, чем когда-либо прежде. Они лучше всего подходят для длительного использования даже в суровых условиях с экстремальной температурой, влажностью и вибрацией. Датчики давления делятся на тензодатчики, емкостные датчики давления и пьезодатчики. Пьезодатчики в сочетании с решением могут определять изменения давления в режиме реального времени. В этом посте будут рассмотрены преимущества и недостатки трех типов датчиков давления: емкостных, пьезоэлектрических и пьезорезистивных датчиков давления.

Емкостный

Емкостные датчики отображают изменение емкости, когда к диафрагме прикладывается давление, создавая частоту генератора. Идеально подходят для измерения расхода газа или жидкости, они могут быть очень чувствительными, измерять давление ниже 10 мбар и выдерживать большие перегрузки.

Емкостные датчики давления имеют ряд преимуществ перед другими типами датчиков давления. Они могут иметь очень низкое энергопотребление, поскольку через чувствительный элемент не проходит постоянный ток. Ток протекает только тогда, когда через цепь проходит сигнал для измерения емкости.

Датчики механически просты, поэтому их можно сделать прочными со стабильным выходным сигналом, что делает их подходящими для суровых условий. Емкостные датчики обычно устойчивы к временным условиям избыточного давления. Однако ограничения на материалы и требования к соединению и герметизации могут ограничивать области применения.

Пьезоэлектрический

Пьезоэлектрические датчики давления используют свойства пьезоэлектрических материалов, таких как кварц, сегнетовая соль, барий-титан и турмалин, для создания заряда, пропорционального силе, прикладываемой к поверхности при приложении давления. Величина заряда пропорциональна приложенной силе, а полярность выражает ее направление. Заряд накапливается и быстро рассеивается при изменении давления, что позволяет измерять быстро меняющееся динамическое давление.

Пьезоэлектрические датчики давления широко используются для измерения динамического давления в условиях турбулентности, взрыва, сгорания в двигателе и в некоторых медицинских приложениях, таких как мониторинг артериального пульса. Они могут измерять быстро меняющееся динамическое давление.