Датчики тиску. Велика частина датчиків тиску будуються на принципі перетворення тиску в механічне переміщення. Крім механічних систем, в які входять мембрани і трубчасті пружини, для вимірювання тиску застосовуються також електронні та термічні системи.

До датчикам тиску з механічними сприймають органами відносяться:

1) рідинні датчики тиску (U-образні системи),

2) поршневі системи,

3) пружинні системи: а) мембранні (плоскі, горбисті, м'які); б) сильфони; в) манометрические трубчасті пружини.

Розглянемо пристрій деяких найбільш часто зустрічаються датчиків тиску.

Більш широко застосовуються пружинні датчики тиску. Дія їх засновано на виникненні пружною деформації пружини, що є чутливим елементом приладу. Деформація з'являється при зміні тиску всередині або зовні пружини. Зміна форми елемента передається на рухому частину приладу зі стрілкою, що переміщається по шкалі, при знятті тиску чутливий елемент сприймає первинну форму.

У технічних манометрах і вакуумметрах зазвичай застосовуються пружинні пружини: одновиткового, багатовиткові, плоскі мембрани і сильфони (гармоніковий мембрани).

На рис. 1 показані види пружинних датчиків тиску.

Одновитковая трубчаста пружина (а) зігнута по дузі практично в формі кола приблизно на 270 °. У перетині пружина має вигляд еліпса. Виготовляється вона з латуні (або стали - для величезних тисків). Один кінець пружини запаяний і є вільним. 2-ий кінець пружини нерухомий і до нього підводиться вимірюваний тиск р. Тиск викликає деформацію пружини і переміщення її вільного кінця.

Розкручування пружини відбувається за такою причини. При збільшенні внутрішнього тиску еліптичне перетин прагне прийняти круглу форму, т. Е. Мала вісь еліпса починає зростати, а велика зменшуватися. В результаті з'являються напруги, які будуть розкручувати трубчасту пружину. Вільний кінець пружини при цьому буде пересуватися пропорційно тиску всередині її. Таким чином, вимірюваний тиск перетворюється в механічне переміщення вільного кінця пружини. Величина цього переміщення зазвичай становить 5-7 мм.

Багатовиткова трубчаста пружина (б) має 6-9 витків діаметром близько 30 мм. Переміщення вільного кінця пружини істотно більше (до 15 мм), ніж у одновітковой пружини. Ще величезним є тут і тягове зусилля. Зазвичай датчики у вигляді одновітковой трубчастої пружини використовуються в що б пристроях, а датчики у вигляді многовіткових трубчастих пружин - в самописних. Це пояснюється тим, що в самописних приладах датчик повинен володіти величезним зусиллям, достатнім для подолання тертя не тільки в зчленуваннях передавальні-розмножувального механізму, та й тертя пера об папір.

Плоска гофрована мембрана (в) вживається або в окремо, або в коробці з 2-ух гофрованих мембран. Застосовується також м'яка мембрана з плоскою прогумованої тканини, з'єднаної з плоскою калиброванной пружиною.

Гармоніковий мембрана - сильфон (г) являє собою циліндричну коробку зі стінами, що мають рівномірні поперечні складки (гофри). Вимірюється тиск подається всередину сильфона або зовні його.

У порівнянні з плоскою мембраною і мембранною коробкою гармонікообразная мембрана має більшу чутливість.

Сильфонні прилади призначаються для вимірювання і запису зайвого тиску і розрідження. Крім того, ці прилади використовуються в якості вторинних пристроїв до пристроїв, забезпеченим пристосуванням для пневматичної передачі показань на відстань.

Пружинні датчики тиску в схемах автоматизації перетворять механічне переміщення в електронний сигнал за допомогою індуктивного, реостатного або контактного датчиків.

На рис. 2 приведена схема датчика тиску типу ПЕД. Тиск, сприймається трубчастої манометричної пружиною 1, перетвориться в переміщення кінця манометричної трубки. Це переміщення передається плунжеру трансформаторного датчика 2. Вторинним приладом є прилад типу епід.

Датчики витрати бувають механічні, теплові, іонізаційні, індукційні, акустичні.

Механічні датчики витрати діляться на датчики змінного і постійного перепаду, також датчики із зливним отвором.

Датчики витрати змінного перепаду діють за принципом появи перепаду тиску в пристрої звуження потоку, яке встановлюється на шляху пересувається середовища. Перепад тиску є тут функцією витрати. Звуження потоку є сприймає органом датчика витрати.

Датчики витрати незмінного перепаду (ротаметри) вживають звужують органи для регулювання перетину з метою підтримувати незмінним перепад тиску.

На рис. 3 приведена схема ротаметра з індуктивним датчиком. Ротаметр складається з конічної трубки 1 і поплавка 2. При русі води або газу в кільцевому зазорі між поплавком і стінами трубки створюється перепад тиску, який робить силу, діючу назустріч силі ваги поплавка. Положення поплавця в конічної трубці визначається величиною витрат.

Ротаметри виробляються як показують прилади і як датчики. Обмотка індуктивного датчика поміщена зовні на трубці сопла. Металевий поплавець є серцевиною котушки 3 індуктивного датчика. При зміні витрати поплавок переміщується і змінює індуктивність котушки, таким чином, витрата перетвориться в електронний сигнал.

Датчики рівня. Дуже поширеними є поплавкові датчики. Поплавковий датчик складається з поплавця - органу, що сприймає рівень води; проміжного органу - механічного зв'язку, модифікує і передавальної механічний вплив вихідного органу, який представляє собою датчик переміщення.

Датчики рівня можуть бути засновані на вимірі ваги і гідростатичного тиску води, на використанні електронних параметрів води (конфігурації опору, ємності, індуктивності).

_____________________________

Доведеться покопатися в пам'яті і згадати: як відшукати діагональ паралелепіпеда.

_____________________________

Російська промисловість випускає датчики рівня різних типів.

На рис. 4 наведена схема поплавкового датчика рівня з реостатним датчиком R на виході. За свідченнями мілівольтметра mV судять про рівень води Н в посудині.

Читайте також: тривалість робочого часу для інвалідів 1 і 2 групи