Датчики давления

Датчики давления - это устройства, физические параметры которых изменяются в зависимости от давления измеряемой среды (жидкости, газа, пара). Непосредственно в датчике давления осуществляется преобразование давления в механическое перемещение индикатора (стрелки на шкале), релейный, аналоговый сигнал или цифровой сигнал, которые далее используются в пневматических и гидравлических приводах для контроля давления.

Как правило, датчики давления состоят из первичного преобразователя, в состав которого входит чувствительный элемент (приемник давления), схемы вторичной обработки сигнала, корпусных деталей, в том числе для герметичного соединения датчика с объектом и защиты от внешних воздействий и устройства вывода информационного сигнала. Приборы различаются пределами измерений, динамическими и частотными диапазонами, точностью измерения давления, допустимыми условиями эксплуатации, массогабаритными характеристиками, конструктивным исполнением (рис. 7.25).

По принципам преобразования давления в электрический сигнал различаются механические, тензометрические, пьезорезистивные, емкостные, индуктивные и другие датчики.

Рис. 7.25. Датчики давления

По типу измеряемого давления датчики делятся на абсолютные, относительные и дифференциальные.

Датчики абсолютного давления (например, барометр) измеряют абсолютное давление среды. Точкой отсчета считается давление в вакууме (P = 0 Па). Внутри датчика имеется вакуумная камера, из которой на этапе изготовления откачивают воздух. Эта камера отделяется диафрагмой (мембраной) от области, связанной с контролируемой средой. Под воздействием давления среды мембрана прогибается. Этот прогиб преобразуется в выходной электрический сигнал датчика (постоянное напряжение, ток или частоту). Таким образом, датчик "сравнивает" давление на входе с давлением в вакуумной камере – от этой разницы давлений и зависит выходной его сигнал.

Датчики относительного давления измеряют перепад давлений между рабочей областью (исследуемой средой) и окружающей средой. Измеряемое давление сравнивается с давлением окружающей среды. Различают датчики положительного давления (для измерения положительной разницы давлений) и датчики вакуума (для измерения отрицательной разницы давлений).

В дифференциальных датчиках (разности, перепада) давления используется тот же принцип измерения. Давление подается на обе стороны мембраны, а выходной сигнал зависит от разности давлений.