Тиск, ця найважливіша після температури фізична величина, є визначальною у багатьох технологічних процесах.

Перетворювачі тиску призначені для вимірювань і безперервного перетворення тиску в уніфікований вихідний сигнал постійного струму, напруги або в цифровий сигнал.

Використовуються датчики в регуляторах і інших пристроях автоматики в системах автоматичного контролю, регулювання та управління технологічними процесами в системах водообробки, опалення, вентиляції та кондиціонування; гідравлічних системах, холодильній техніці, витратомірах і лічильниках; дизельних двигунах; гальмівних системах; рівнемірах, в випробувальних стендах і т.д.

Індустріальні вимірювання і контрольно-вимірювальна апаратура застосовуються у всіх галузях промисловості - від атомної до харчової і фармакологічної; відповідно, всюди потрібні і перетворювачі тиску і перетворювачі рівня.

Принцип дії датчиків заснований на пружною деформації чутливого елемента (сенсора), на який нанесено напівпровідникові тензорезистори, включені за схемою моста Уїнстона. Вимірюється тиск підводиться через штуцер в робочу порожнину датчика і викликає деформацію діафрагми. Це призводить до зміни геометрії резисторів, які перебувають з нею в тісному механічного зв'язку і зміни їх опору. Відбувається перетворення прикладеного тиску (механічний вхід) в зміну опору (електричний вихід).

Ми пропонуємо наступний алгоритм, щоб правильно підібрати датчик для своєї програми:

1. Тип вимірюваного тиску

Перетворювачі тиску вимірюють різницю двох тисків, що впливають на вимірювальну мембрану (чутливий елемент) датчика. Одне з цих тисків - вимірюється, друге - опорна, тобто той тиск, щодо якого відбувається відлік вимірюваного. Залежно від виду опорного тиску все датчики поділяються на такі види:

Практично всі наші перетворювачі тиску мають модифікації для вимірювання як абсолютного так і надлишкового (в тому числі розрядження) тисків. Детальніше Ви можете ознайомитися в розділі продукція / перетворювачі тиску.

Перетворювачі абсолютного тиску
Призначені для вимірювання величини абсолютного тиску рідких та газоподібних середовищ. Опорний тиск - вакуум. Повітря з внутрішньої порожнини чутливого елемента датчика відкачано. Наприклад, барометр -Приватні випадок датчика абсолютного тиску.

Мінімальний доступний у нас для замовлення діапазон абсолютного тиску з похибкою 0,1% ВПІ - це 0 ... 50мбар (0 ... 5кПа). Опис на датчик 41X Ви можете побачити тут.

Перетворювачі надлишкового (відносного) тиску
Призначені для вимірювання величини надлишкового тиску рідких та газоподібних середовищ. Опорний тиск - атмосферний; таким чином, одна сторона мембрани з'єднана з атмосферою.

Перетворювачі диференціального (різниці, перепаду) тиску
Призначені для вимірювання різниці тиску середовища і використовуються для вимірювання витрати рідини, газу, пара, рівня рідини. Тиск подається на обидві сторони мембрани, а вихідний сигнал залежить від різниці тисків.

У нашій лінійці предствалені датчики

• PD-33X - відмінною рисою є висока точність вимірювання перепаду тиску, а також можливість виконання для значень опорного тиску до 600бар. При цьому вимірюваний перепад може становити всього 0 ... 0,2 бар
• PRD-33X - ці датчики унікальні здатністю витримувати перевантаження по тиску і з позитивної і з негативного боку. При діапазоні вимірювань 0 ... 0,350мбар перевантаження може становити 35 бар!
• PD-39X - ці датчики тиску мають особливу конструкцію з двома сенсорами абсолютного тиску. Це забезпечує підвищену надійність і стійкість до перевантажень, однак застосовні дані датчики тільки в умовах, коли перепад тиску одного порядку з опорним тиском в лінії.
• PD-41X - це надчутливі датчики для вимірювання перепаду тиску. мінімальний діапазон - це 0 ... 0,5кПа. Це ідеальне рішення для вимірювання малих швидкостей потоку. Диференціальний перетворювач PD-41X підходить тільки для неагресивних газів.

Перетворювачі гідростатичного тиску ( перетворювачі рівня )
Призначені для перетворення гідростатичного тиску контрольованого середовища в сигнал постійного струму. Вимірюють тиск стовпа рідини, залежне тільки від його висоти і від щільності самої рідини. Зміна атмосферного тиску компенсується за допомогою капілярної (дихальної трубки)

Перетворювачі вакууметріческого тиску (розрядження)
Призначені для вимірювання величини вакуумметричного тиску рідких та газоподібних середовищ. Опорний тиск в цих датчиках також атмосферний. Однак, на відміну від датчиків надлишкового тиску, вимірюваний тиск менше атмосферного, тобто існує розрідження щодо атмосфери.

Перетворювачі надлишкового тиску-розрідження
Являють собою поєднання датчиків надлишкового та вакуумметричного тиску, тобто вимірюють як тиск, так і розрідження, наприклад -1 ... 6 бар. У нас Ви можете замовити абсолютно будь-який такий діапазон знаходяться на відстані до вимірювань конкретного датчика.

2. Середовище використання датчика

Для надійної роботи датчиків необхідно вибирати матеріали елементів, що контактують з вимірюваним середовищем (мембран, фланців, кабелю і кілець ущільнювачів) хімічно стійкими до цих середовищ. Наприклад, для різних середовищ експлуатації матеріалом мембран сенсорів може бути нержавіюча сталь, титан, титановий сплав, хастеллой, кераміка, Kynar і ін. Матеріал кабелю особливо актуальний для заглибних гидростатических датчиків тиску. Для питної води ідеально підійде поліетиленовий PE кабель, для неагресивних промислових середовищ поліуретановий PUR. Якщо ж Ви збираєтеся використовувати датчик в паливі або агресивної рідини, то оптимальним рішенням буде термопластичний еластомер (Hytrel) або тефлон (PTFE). Всі ці матеріали ми використовуємо і пропонуємо в своїх модифікаціях датчиків Келлер.

3. Кліматичне виконання

Перетворювачі тиску також відрізняються по кліматичному виконанню. Слід звертати увагу на кліматичні умови (температура навколишнього середовища, вологість, пряме попадання води і сонячних променів) в місці установки датчика. Вони повинні відповідати тим, на які він розрахований. Причому дуже важливо розрізняти дві температури, які можуть впливати на наш датчик: температура навколишнього середовища і температура вимірюваного середовища. Наші перетворювачі тиску можуть працювати в умовах навколишнього і вимірюваного середовища від -55 до 150С. Спеціальні виконання перетворювачів тиску здатні працювати при температурах середовища до + 300С.

4. Вихідний сигнал

Розглянемо основні типи:

• Аналоговий вихідний сигнал. На виході з датчика ми маємо безперервний лінійний сигнал по струму або по напрузі, який ми можемо реєструвати найпростішими приладами, навіть звичайним побутовим тестером. 4 ... 20 mA - це найпоширеніший вихідний сигнал для датчиків у всьому світі, також популярними аналоговими сигналами є 0 ... 10В, 0,5 ... 4,5 В і інші.
• Цифровий вихідний сигнал. На сьогоднішній день існує величезна безліч різних цифрових сигналів і окремо зупинятися на них ми не будемо. Мабуть, самим широко використовуваним є інтерфейс RS485 протокол MODBUS. Це відкритий протокол, який дозволяє об'єднати в систему до 128 пристроїв з максимальною відстанню між ними 1300м.
• Ратіометріческій вихідний сигнал. Цей сигнал використовується поки досить рідко, особливо в нашій країні, але з кожним днем ​​він набирає все більшої популярності. Особливістю ратіометріческого вихідного сигналу є залежність значення сигналу від напруги живлення. Тобто ми можемо говорити, що цей сигнал є безрозмірним і являє собою ніщо інше як процентне відношення сигналу харчування. Зазвичай, про датчик з ратіометріческім вихідним сигналом кажуть 0,5 ... 4,5 В ратіометріческій (ratiometric), насправді ж 0,5 ... 4,5 В ми маємо тільки за умови стабільного напруги живлення 5В, тому правильно з фізичної точки зору говорити: 0,5 В / 5В ... 4,5 В / 5В. Якщо ж напруга живлення зміниться, то пропорційно йому зміниться і вихідний сигнал.

Тип вихідного сигналу насамперед залежить від уже наявного обладнання та стоїть перед Вами завдання. Для цього необхідно вивчити входи, які мають використовувані контролери, прилади, машини або регулятори. Всі перераховані сигнали ми використовуємо в наших датчиках тиску, а також і багато інших.

Для автономних приладів ми б порадили використовувати датчики з цифровим інтерфейсом I2C з даними датчиками Ви можете ознайомитися тут . Якщо ж Вам не зручно працювати з цифровим виходом, то краще використовувати датчики з мінімальним напругою живлення наприклад 3,5V - це датчики 33X або 5V - це датчики 21Y .

5. Точність вимірювань

Перетворювачі тиску мають різні метрологічні характеристики (класи точності) - зазвичай від 0,05% до 0,5%. Особливо точні датчики використовуються на важливих об'єктах в різних галузях промисловості. Опціонально датчики серії 33x можуть мати основну похибку до 0,01% ВПІ (доступно тільки для діапазонів> 10 бар).

На малюнку представлений датчик без температурної компенсації і з температурною компенсацією здійснюється за спеціальними алгоритмами мікропроцесором в перетворювачах тиску Келлер.

Особливу увагу слід приділяти стабільності датчиків тиску. Адже навіть дуже точний датчик через декількох годин роботи при температурних циклах в широкому діапазоні починає давати додаткову похибка більше 0,5% ВПІ. Що говорити, якщо ці цикли триватимуть місяцями і навіть роками!

Деякі види датчиків тиску мають вибухозахищене виконання. Ці моделі можуть успішно використовуватися для визначення тиску на вибухонебезпечних об'єктах з присутністю вибухових і легкозаймистих газів і рідин. У лінійці Келлер представлені як перетворювачі з искробезопасной ланцюгом, так і перетворювачі з вибухонепроникної оболонкою.

Перетворювачі тиску відносяться до вимірювальної техніки і повинні проходити обов'язкові сертифікаційні випробування. Після цього вони затверджуються і вносяться до Держреєстру засобів вимірювальної техніки.

Сподіваємося, що даний матеріал допоможе Вам краще орієнтуватися при виборі перетворювачів тиску.

Ви також можете підібрати рішення, яке буде актуально саме для Вашої завдання за допомогою наших фахівців. Заявку на підбір можна відправити будь-яким зручним для Вас способом: через форму зворотного зв'язку , по електронній пошті [email protected] або ж за телефоном 8 (800) 777 18 50.