Ngayon, hindi mga barometer na may mercury ang ginagamit sa industriya, ngunit medyo moderno at maaasahang mga sensor. Ang kanilang prinsipyo ng pagpapatakbo ay naiiba depende sa mga tampok ng disenyo. Ang lahat ay may parehong mga pakinabang at ilang mga disadvantages. Salamat sa pagbuo ng electronics, posibleng magkaroon ng mga sensor para sa pagsukat ng presyon sa mga elemento ng semiconductor.
Ano ang mga electronic sensor?
Ang mga electronic pressure sensor para sa tubig o anumang iba pang likido ay mga device na nagbibigay-daan sa iyong sukatin ang mga parameter at iproseso ang mga ito gamit ang mga espesyal na control at display unit. Ang pressure sensor ay isang aparato na ang mga parameter ng output ay direktang nakasalalay sa presyon sa sinusukat na lugar (tangke, mga tubo, atbp.). Bukod dito, magagamit ang mga ito upang sukatin ang anumang substance sa iba't ibang pinagsama-samang estado - likido, singaw, gas.
Ang pangangailangan para sa ganoonAng mga aparato ay sanhi ng katotohanan na halos ang buong industriya ay itinayo sa mga awtomatikong sistema ng kontrol. Ang isang tao ay nagsasagawa lamang ng pagsasaayos, pagkakalibrate, pagpapanatili at pagsisimula (stop). Awtomatikong gumagana ang anumang sistema. Ngunit ang mga ganitong device ay madalas ding ginagamit sa medisina.
Mga feature ng disenyo ng elemento
Anumang mga sensor ay binubuo ng isang sensitibong elemento - ito ay sa tulong nito na ang epekto sa converter ay ipinadala. Gayundin sa disenyo mayroong isang circuit para sa pagproseso ng signal at isang pabahay. Maaaring makilala ang mga sumusunod na uri ng pressure sensor:
- Piezoelectric.
- Resistive.
- Capacitive.
- Piezo resonant.
- Magnetic (inductive).
- Optoelectronic.
At ngayon tingnan natin ang bawat uri ng device nang mas detalyado.
Mga elementong lumalaban
Ito ang mga device kung saan binabago ng sensing element ang resistensya nito sa ilalim ng impluwensya ng isang load. Ang isang strain gauge ay naka-install sa sensitibong lamad. Ang lamad ay yumuko sa ilalim ng presyon, ang mga strain gauge ay nagsisimula ring gumalaw. Kasabay nito, nagbabago ang kanilang pagtutol. Bilang resulta, may pagbabago sa kasalukuyang lakas sa converter circuit.
Kapag iniunat ang mga elemento ng strain gauge, tataas ang haba at bumababa ang cross-sectional area. Ang resulta ay isang pagtaas sa paglaban. Ang kabaligtaran na proseso ay sinusunod kapag ang mga elemento ay na-compress. Siyempre, ang paglaban ay nagbabago sa pamamagitan ng libu-libong oum, kaya upang mahuli ito, kailangan momaglagay ng mga espesyal na amplifier sa semiconductors.
Piezoelectric sensor
Ang piezoelectric na elemento ay ang batayan ng disenyo ng device. Kapag nangyari ang pagpapapangit, ang elemento ng piezo ay nagsisimulang bumuo ng isang tiyak na signal. Ang elemento ay naka-install sa daluyan na ang presyon ay dapat masukat. Sa panahon ng operasyon, ang kasalukuyang nasa circuit ay direktang proporsyonal sa pagbabago ng presyon.
May isang feature ang mga naturang device - hindi ka nila pinapayagang subaybayan ang pressure kung pare-pareho ito. Samakatuwid, ito ay ginagamit ng eksklusibo sa kaso kapag ang presyon ay patuloy na nagbabago. Sa pare-parehong halaga ng sinusukat na halaga, ang pagbuo ng isang electrical impulse ay hindi isasagawa.
Piezo resonant elements
Ang mga elementong ito ay gumagana nang medyo naiiba. Kapag inilapat ang boltahe, ang elemento ng piezoelectric ay nagde-deform. Kung mas mataas ang stress, mas malaki ang pagpapapangit. Ang batayan ng aparato ay isang resonator plate na gawa sa piezoelectric na materyal. Mayroon itong mga electrodes sa magkabilang panig. Sa sandaling mailapat ang boltahe sa kanila, ang materyal ay nagsisimulang manginig. Sa kasong ito, ang plato ay baluktot sa isang direksyon o sa iba pa. Ang bilis ng vibration ay depende sa dalas ng kasalukuyang inilapat sa mga electrodes.
Ngunit kung ang isang puwersa mula sa labas ay kumilos sa plato, magkakaroon ng pagbabago sa dalas ng oscillation ng plato. Ang electronic air pressure sensor na ginagamit sa mga sasakyan ay gumagana sa prinsipyong ito. Pinapayagan ka nitong suriin ang ganap na presyon ng hangin na ibinibigay sa sistema ng gasolina ng sasakyan.
Capacitive device
Ang mga device na ito ang pinakasikat,dahil mayroon silang isang simpleng disenyo, gumagana ang mga ito nang matatag at hindi mapagpanggap sa pagpapanatili. Ang disenyo ay binubuo ng dalawang electrodes na matatagpuan sa isang tiyak na distansya mula sa bawat isa. Ito ay lumiliko ang isang uri ng kapasitor. Ang isa sa mga plato nito ay isang lamad, ang presyon (sinusukat) ay kumikilos dito. Bilang isang resulta, ang agwat sa pagitan ng mga plato ay nagbabago (sa proporsyon sa presyon). Mula sa iyong kursong physics sa paaralan, alam mo na ang capacitance ng isang capacitor ay depende sa surface area ng mga plate at ang distansya sa pagitan ng mga ito.
Kapag nagtatrabaho sa isang pressure sensor, tanging ang distansya sa pagitan ng mga plate ang nagbabago - ito ay sapat na upang masukat ang mga parameter. Ang mga elektronikong sensor ng presyon ng langis ay itinayo nang eksakto ayon sa pamamaraang ito. Ang mga bentahe ng ganitong uri ng mga istraktura ay halata - maaari silang gumana sa anumang kapaligiran, kahit na agresibo. Hindi sila apektado ng malalaking pagkakaiba sa temperatura, mga electromagnetic wave.
Mga inductive sensor
Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ay malayong katulad ng mga capacitive na tinalakay sa itaas. Ang isang pressure-sensitive na conductive membrane ay naka-install sa isang tiyak na distansya mula sa magnetic circuit sa hugis ng letrang Ш (isang inductor ay sugat sa paligid nito).
Kapag inilapat ang boltahe sa coil, isang magnetic flux ang nalilikha. Ito ay pumasa pareho sa kahabaan ng core at sa pamamagitan ng puwang, ang conductive membrane. Nagsasara ang daloy, at dahil ang gap ay may permeability na humigit-kumulang 1000 beses na mas mababa kaysa sa core, kahit isang maliit na pagbabago dito ay humahantong sa mga proporsyonal na pagbabago sa mga halaga ng inductance.
Optoelectronicmga sensor
Naka-detect lang sila ng pressure, may mataas na resolution. Mayroon silang mataas na sensitivity at thermal stability. Gumagana ang mga ito batay sa light interference, gamit ang Fabry-Perot interferometer upang sukatin ang maliliit na displacement. Ang mga naturang electronic pressure sensor ay napakabihirang, ngunit ang mga ito ay lubos na maaasahan.
Ang mga pangunahing bahagi ng device:
- Optical transducer crystal.
- Aperture.
- LED.
- Detector (binubuo ng tatlong photodiode).
Ang Faby-Perot optical filter, na may kaunting pagkakaiba sa kapal, ay nakakabit sa dalawang photodiode. Ang mga filter ay mga salamin na silikon na may mapanimdim na ibabaw sa harap. Ang mga ito ay natatakpan ng isang layer ng silikon oksido, isang manipis na layer ng aluminyo ay inilapat sa ibabaw. Ang optical transducer ay halos kapareho ng capacitive pressure sensor.
