Ճնշման հաղորդիչների տեսակները

Ճնշման հաղորդիչի պարզ ինքնուրույն ներդրում

Որպես ճնշման սենսոր, որի ելքը ստանդարտ ազդանշան է, ճնշման հաղորդիչը գործիք է, որն ընդունում է ճնշման փոփոխականը և այն համամասնորեն վերածում ստանդարտ ելքային ազդանշանի:Այն կարող է փոխակերպել գազի, հեղուկի և այլնի ֆիզիկական ճնշման պարամետրերը, որոնք զգացվում են բեռնախցիկի սենսորի կողմից ստանդարտ էլեկտրական ազդանշանների (օրինակ՝ 4-20mADC և այլն)՝ ապահովելով երկրորդական գործիքներ, ինչպիսիք են ազդանշանները, ձայնագրիչները, կարգավորիչները և այլն: չափում և ցուցում և գործընթացի կարգավորում:

Ճնշման հաղորդիչների դասակարգում

Սովորաբար ճնշման հաղորդիչները, որոնց մասին մենք խոսում ենք, բաժանվում են ըստ սկզբունքի.
Capacitive ճնշման հաղորդիչներ, դիմադրողական ճնշման հաղորդիչներ, ինդուկտիվ ճնշման հաղորդիչներ, կիսահաղորդչային ճնշման հաղորդիչներ և պիեզոէլեկտրական ճնշման հաղորդիչներ բարձր հաճախականության չափման համար:Դրանցից ամենաշատը կիրառվում են դիմադրողական ճնշման հաղորդիչները։Capacitive ճնշման հաղորդիչը վերցնում է Rosemount-ի 3051S հաղորդիչը՝ որպես բարձրակարգ արտադրանքի ներկայացուցիչ:

Ճնշման հաղորդիչները կարելի է բաժանել մետաղի, կերամիկական, ցրված սիլիցիումի, միաբյուրեղ սիլիցիումի, շափյուղայի, ցրված թաղանթի և այլնի` ըստ ճնշման զգայուն բաղադրիչների:

• Մետաղական ճնշման հաղորդիչն ունի ցածր ճշգրտություն, բայց ունի ջերմաստիճանի փոքր ազդեցություն և հարմար է ջերմաստիճանի լայն տիրույթով և ցածր ճշգրտության պահանջներով տարածքների համար:
• Կերամիկական ճնշման տվիչները ավելի լավ ճշգրտություն ունեն, բայց ավելի շատ են ազդում ջերմաստիճանից:Կերամիկան ունի նաև հարվածային դիմադրության և կոռոզիոն դիմադրության առավելություն, որը կարող է օգտագործվել արձագանքման ոլորտում:
• Ցրված սիլիցիումի ճնշման փոխանցման ճշգրտությունը շատ բարձր է, և ջերմաստիճանի շեղումը նույնպես մեծ է, ուստի, ընդհանուր առմամբ, ջերմաստիճանի փոխհատուցում պահանջվում է նախքան այն օգտագործելը:Ավելին, նույնիսկ ջերմաստիճանի փոխհատուցումից հետո 125°C-ից բարձր ճնշումը հնարավոր չէ չափել։Այնուամենայնիվ, սենյակային ջերմաստիճանում ցրված սիլիցիումի զգայունության գործակիցը 5 անգամ գերազանցում է կերամիկայի, ուստի այն սովորաբար օգտագործվում է բարձր ճշգրտության չափումների ոլորտում:
• Մեկ բյուրեղյա սիլիցիումի ճնշման հաղորդիչը արդյունաբերական պրակտիկայում ամենաճշգրիտ սենսորն է:Դա ցրված սիլիցիումի արդիականացված տարբերակ է։Իհարկե, գինը նույնպես բարձրացված է։Ներկայումս ճապոնական Յոկոգավան ներկայացուցիչն է միաբյուրեղ սիլիցիումի ճնշման ոլորտում։
• Շափյուղայի ճնշման հաղորդիչը զգայուն չէ ջերմաստիճանի փոփոխությունների նկատմամբ և ունի լավ աշխատանքային բնութագրեր նույնիսկ բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում.շափյուղան ունի չափազանց ուժեղ ճառագայթային դիմադրություն;ոչ pn դրեյֆ;այն կարող է նորմալ աշխատել ամենավատ աշխատանքային պայմաններում և հուսալի է Բարձր կատարողականություն, լավ ճշգրտություն, նվազագույն ջերմաստիճանի սխալ և ընդհանուր ծախսերի բարձր կատարողականություն:
• Թափող բարակ թաղանթով ճնշման հաղորդիչը չի պարունակում որևէ սոսինձ, և այն ցույց է տալիս ավելի բարձր երկարաժամկետ կայունություն և հուսալիություն, քան կպչուն լարման չափիչի սենսորը;այն ավելի քիչ է ազդում ջերմաստիճանից. երբ ջերմաստիճանը փոխվում է 100 ℃, զրոյական շեղումը կազմում է ընդամենը 0,5%:Նրա ջերմաստիճանի կատարումը շատ ավելի բարձր է դիֆուզիոն սիլիցիումի ճնշման սենսորից.Բացի այդ, այն կարող է ուղղակիորեն շփվել ընդհանուր քայքայիչ կրիչների հետ:

Տարբեր տեսակի ճնշման հաղորդիչների սկզբունքները

• Հզոր ճնշման հաղորդիչի սկզբունքը.

Երբ ճնշումը ուղղակիորեն գործում է չափիչ դիֆրագմայի մակերեսի վրա, դիֆրագմը առաջացնում է փոքր դեֆորմացիա:Չափիչ դիֆրագմայի վրա բարձր ճշգրտության սխեման այս փոքր դեֆորմացիան փոխակերպում է ճնշմանը համաչափ և գրգռման լարման համաչափ բարձր գծային լարման:Ազդանշան տվեք, այնուհետև օգտագործեք հատուկ չիպ՝ այս լարման ազդանշանը վերածելու արդյունաբերական ստանդարտ 4-20 մԱ ընթացիկ ազդանշանի կամ 1-5 Վ լարման ազդանշանի:

• Սիլիցիումի ցրված ճնշման հաղորդիչի սկզբունքը

Չափված միջավայրի ճնշումը ուղղակիորեն ազդում է սենսորի դիֆրագմայի վրա (սովորաբար 316 լ դիֆրագմ), որի արդյունքում դիֆրագմը արտադրում է միջավայրի ճնշմանը համաչափ միկրո տեղաշարժ, փոխելով սենսորի դիմադրության արժեքը և հայտնաբերելով այն Ուիթսթոուն սխեման Այս փոփոխությունը, փոխակերպում և թողարկում է այս ճնշմանը համապատասխանող ստանդարտ չափման ազդանշան:

• Միաբյուրեղային սիլիցիումի ճնշման հաղորդիչի սկզբունքը

Պիեզորեզիստիվ ճնշման տվիչները կառուցված են մեկ բյուրեղյա սիլիցիումի պիեզորակայուն ազդեցությունից:Որպես առաձգական տարր օգտագործվում է մեկ բյուրեղյա սիլիցիումի վաֆլի:Երբ ճնշումը փոխվում է, մեկ բյուրեղյա սիլիցիումը առաջացնում է լարվածություն, այնպես որ դրա վրա ուղղակիորեն ցրված լարման դիմադրությունը առաջացնում է փոփոխություն, որը համաչափ է չափված ճնշմանը, և այնուհետև համապատասխան լարման ելքային ազդանշանը ստացվում է կամրջի միացումով:

• Կերամիկական ճնշման հաղորդիչի սկզբունքը

Ճնշումը ուղղակիորեն գործում է կերամիկական դիֆրագմայի առջևի մակերեսի վրա՝ առաջացնելով դիֆրագմայի մի փոքր դեֆորմացիա։Հաստ թաղանթային ռեզիստորը տպված է կերամիկական դիֆրագմայի հետևի մասում և միացված է Ուիթսթոուն կամրջին (փակ կամուրջ)՝ շնորհիվ վարիստորի պիեզորակայուն ազդեցության։ .Ընդհանուր առմամբ օգտագործվում է օդային կոմպրեսորների ճնշման չափման համար, ավելի շատ կերամիկա է օգտագործվում:

• Լարվածության չափիչ ճնշման հաղորդիչի սկզբունքը

Առավել հաճախ օգտագործվող լարման չափիչ ճնշման հաղորդիչները մետաղական դիմադրության լարման չափիչներն են և կիսահաղորդչային լարման չափիչները:Մետաղական դիմադրության լարման չափիչը մի տեսակ զգայուն սարք է, որը փորձարկման կտորի վրա լարվածության փոփոխությունը վերածում է էլեկտրական ազդանշանի:Գոյություն ունեն երկու տեսակի մետաղալարերի լարվածության չափիչ և մետաղական փայլաթիթեղի լարվածության չափիչ:Սովորաբար լարման չափիչը սերտորեն կապված է լարման մեխանիկական մատրիցին հատուկ սոսինձի միջոցով:Երբ մատրիցը ենթարկվում է լարվածության փոփոխության, դիմադրության լարման չափիչը նույնպես դեֆորմացվում է, այնպես որ լարման չափիչի դիմադրության արժեքը փոխվում է, այնպես որ ռեզիստորի վրա կիրառվող լարումը փոխվում է:Լարվածության չափիչ ճնշման հաղորդիչները շուկայում համեմատաբար հազվադեպ են:

• Sapphire ճնշման հաղորդիչ

Շափյուղայի ճնշման հաղորդիչը օգտագործում է լարվածության դիմադրության աշխատանքի սկզբունքը, ընդունում է բարձր ճշգրտության սիլիկոն-շափյուղա զգայուն բաղադրիչներ և ճնշման ազդանշանը փոխակերպում է ստանդարտ էլեկտրական ազդանշանի հատուկ ուժեղացուցիչի միացման միջոցով:

• Թափող ֆիլմի ճնշման հաղորդիչ

Ճնշման զգայուն տարրը արտադրվում է միկրոէլեկտրոնիկայի տեխնոլոգիայով՝ ձևավորելով ամուր և կայուն Wheatstone կամուրջ առաձգական չժանգոտվող պողպատից դիֆրագմայի մակերեսին:Երբ չափված միջավայրի ճնշումը գործում է առաձգական չժանգոտվող պողպատից դիֆրագմայի վրա, մյուս կողմում գտնվող Ուիթսթոուն կամուրջն արտադրում է ճնշմանը համաչափ էլեկտրական ելքային ազդանշան:Իր լավ ազդեցության դիմացկունության պատճառով ցրված թաղանթները հաճախ օգտագործվում են հաճախակի ճնշման ազդեցությամբ դեպքերում, ինչպիսիք են հիդրավլիկ սարքավորումները:

Ճնշման հաղորդիչի ընտրության նախազգուշական միջոցներ

• Հաղորդիչի ճնշման միջակայքի արժեքի ընտրություն.

Նախ որոշեք համակարգում չափված ճնշման առավելագույն արժեքը:Ընդհանուր առմամբ, դուք պետք է ընտրեք ճնշման միջակայք ունեցող հաղորդիչ, որը մոտ 1,5 անգամ մեծ է առավելագույն արժեքից, կամ թույլ տվեք, որ նորմալ ճնշման միջակայքը ընկնի ճնշման հաղորդիչի վրա:Նորմալ միջակայքի 1/3-2/3-ը նույնպես տարածված մեթոդ է:

• Ինչպիսի ճնշման միջավայր.

Մածուցիկ հեղուկներն ու ցեխերը կփակեն ճնշման նավահանգիստները:Արդյո՞ք լուծիչները կամ քայքայիչ նյութերը կկործանեն հաղորդիչի նյութերը, որոնք անմիջական շփման մեջ են այդ կրիչների հետ:
Ընդհանուր ճնշման հաղորդիչի նյութը, որը շփվում է միջավայրի հետ, 316 չժանգոտվող պողպատ է:Եթե ​​միջավայրը քայքայիչ չէ 316 չժանգոտվող պողպատից, ապա հիմնականում բոլոր ճնշման հաղորդիչները հարմար են միջավայրի ճնշումը չափելու համար.
Եթե ​​միջավայրը քայքայիչ է 316 չժանգոտվող պողպատից, ապա պետք է օգտագործվի քիմիական կնիք, և պետք է օգտագործվի անուղղակի չափում:Եթե ​​սիլիկոնային յուղով լցված մազանոթ խողովակն օգտագործվում է ճնշումը ուղղորդելու համար, այն կարող է կանխել ճնշման հաղորդիչը կոռոզիայից և երկարացնել ճնշման հաղորդիչի կյանքը:

• Որքա՞ն ճշգրտություն է անհրաժեշտ հաղորդիչին.

Ճշգրտությունը որոշվում է ոչ գծայինությամբ, հիստերեզով, չկրկնվողությամբ, ջերմաստիճանով, զրոյական շեղման սանդղակով և ջերմաստիճանով:Որքան բարձր է ճշգրտությունը, այնքան բարձր է գինը:Ընդհանուր առմամբ, ցրված սիլիցիումի ճնշման հաղորդիչի ճշգրտությունը 0,5 կամ 0,25 է, իսկ կոնդենսիվ կամ միաբյուրեղային սիլիցիումի ճնշման հաղորդիչը ունի 0,1 կամ նույնիսկ 0,075 ճշգրտություն:

• Հաղորդիչի միացման գործընթաց.

Ընդհանուր առմամբ, ճնշման հաղորդիչները տեղադրվում են խողովակների կամ տանկերի վրա:Իհարկե, դրանց մի փոքր մասը տեղադրվում և օգտագործվում է հոսքաչափերով։Սովորաբար կան ճնշման հաղորդիչների երեք տեղադրման ձևեր՝ թել, եզր և սեղմիչ:Հետևաբար, նախքան ճնշման հաղորդիչը ընտրելը, պետք է հաշվի առնել նաև գործընթացի միացումը:Եթե ​​այն պարուրված է, ապա անհրաժեշտ է որոշել թելի ճշգրտումը:Կցաշուրթերի համար անհրաժեշտ է հաշվի առնել անվանական տրամագծի եզրային բնութագրերը:

Ճնշման հաղորդիչների արդյունաբերության ներդրում

Աշխարհի շուրջ 40 երկրներ զբաղվում են սենսորների հետազոտությամբ և արտադրությամբ, որոնցից ԱՄՆ-ը, Ճապոնիան և Գերմանիան ամենամեծ սենսորային արտադրանք ունեցող տարածաշրջաններն են։Երեք երկրները միասին կազմում են սենսորների համաշխարհային շուկայի ավելի քան 50%-ը:

Ներկայումս իմ երկրում ճնշման հաղորդիչների շուկան հասուն շուկա է՝ շուկայի բարձր կենտրոնացվածությամբ:Այնուամենայնիվ, գերիշխող դիրքը արտասահմանյան երկրներն են, որոնք ներկայացնում են Emerson, Yokogawa, Siemens և այլն: Բրենդային ապրանքները կազմում են շուկայի մասնաբաժնի մոտ 70%-ը և բացարձակ առավելություն ունեն խոշոր և միջին ինժեներական նախագծերում:

Դա պայմանավորված է իմ երկրի կողմից «տեխնոլոգիաների շուկայի» ռազմավարության վաղ ընդունման հետևանքով, որը մեծ հարված հասցրեց իմ երկրի պետական ​​ձեռնարկություններին և ժամանակին ձախողման մեջ էր, բայց միևնույն ժամանակ որոշ արտադրողներ ներկայացված էին: Չինաստանի մասնավոր ձեռնարկությունների կողմից, հանգիստ հայտնվեք և ուժեղացեք:Չինաստանի ապագա ճնշման հաղորդիչների շուկան լի է նոր անհայտություններով: