Aktualności

Zasada działania przetwornika ciśnienia

Mar 02, 2026 Zostaw wiadomość

Elementem elektrycznym przetwornika ciśnienia odpowiedzialnym za wykrywanie ciśnienia jest zazwyczaj tensometr oporowy. Tensometr oporowy to czułe urządzenie, które przekształca ciśnienie przyłożone do mierzonego obiektu na sygnał elektryczny. Dwa najczęściej stosowane typy tensometrów rezystancyjnych to tensometry rezystancyjne metalowe i tensometry półprzewodnikowe. Tensometry oporowe na metal dzielą się dalej na tensometry drutowe-i tensometry-z folii metalowej. Zazwyczaj tensometr jest trwale połączony-za pomocą specjalistycznego kleju-z podłożem poddawanym naprężeniom mechanicznym. Kiedy podłoże jest poddawane działaniu siły i ulega zmianie naprężenia, tensometr oporowy odkształca się w tandemie; to odkształcenie zmienia wartość rezystancji elektrycznej miernika, powodując w ten sposób odpowiednią zmianę napięcia przyłożonego do rezystora.

 

Przetwornik ciśnienia jest jednym z najczęściej stosowanych typów czujników w praktyce przemysłowej. Jest szeroko stosowany w różnorodnych środowiskach automatyki przemysłowej, obejmujących wiele sektorów, takich jak oszczędzanie wody i energetyka wodna, transport kolejowy, inteligentne budynki, automatyzacja produkcji, przemysł lotniczy, obronność, petrochemia, szyby naftowe, energia elektryczna, inżynieria morska, obrabiarki i systemy rurociągów.


Przetworniki ciśnienia dzielą się na dwie szerokie kategorie: elektryczne i pneumatyczne. Elektryczne przetworniki ciśnienia zapewniają znormalizowane sygnały wyjściowe w postaci sygnałów elektrycznych prądu stałego (DC),-zazwyczaj 0–10 mA, 4–20 mA lub 1–5 V. Pneumatyczne przetworniki ciśnienia zapewniają znormalizowany sygnał wyjściowy w postaci ciśnienia gazu, zwykle w zakresie od 20 do 100 Pa.


W oparciu o podstawowe zasady konwersji przetworniki ciśnienia można podzielić na różne typy, w tym przetworniki równoważące siłę (lub moment obrotowy), przetworniki pojemnościowe, indukcyjne, tensometryczne-i częstotliwościowe-. Poniższe sekcje zawierają krótki przegląd zasad, projektów konstrukcyjnych, procedur operacyjnych, wymagań konserwacyjnych i metod kalibracji związanych z kilkoma typami przetworników ciśnienia (i różnicy ciśnień).


Podstawową funkcją przetwornika ciśnienia jest przesyłanie sygnałów ciśnienia do sprzętu elektronicznego, umożliwiając w ten sposób wyświetlenie wartości ciśnienia na interfejsie komputera. Jego zasadę działania można ogólnie opisać w następujący sposób: przetwarza on sygnał ciśnienia mechanicznego,-taki jak ciśnienie wody-na sygnał elektryczny (np. 4–20 mA). Istnieje liniowa zależność między ciśnieniem a wielkością napięcia lub prądu wyjściowego; zazwyczaj zależność ta jest wprost proporcjonalna. W konsekwencji napięcie lub prąd wyjściowy przetwornika wzrasta wraz ze wzrostem ciśnienia, ustanawiając w ten sposób funkcjonalną zależność pomiędzy ciśnieniem a odpowiednim napięciem lub prądem. W przetworniku ciśnienia dwa wejścia ciśnienia z mierzonego medium są kierowane do oddzielnych komór wysokiego-i niskiego-ciśnienia,-przy czym w komorze niskiego-ciśnienia zazwyczaj wykorzystuje się albo ciśnienie atmosferyczne, albo próżnię. Ciśnienia te działają na membrany izolacyjne umieszczone po obu stronach elementu czujnikowego; siły ciśnienia są następnie przenoszone przez te membrany izolacyjne i wewnętrzny płyn wypełniający na membranę pomiarową umieszczoną pomiędzy nimi.


Przetwornik ciśnienia jest skonstruowany w taki sposób, że centralna membrana pomiarowa wraz z elektrodami umieszczonymi na płytkach izolacyjnych po obu stronach tworzy dwa odrębne kondensatory. Gdy ciśnienia po obu stronach są nierówne, membrana pomiarowa ulega przemieszczeniu; wielkość tego przemieszczenia jest wprost proporcjonalna do różnicy ciśnień. W rezultacie wartości pojemności po obu stronach stają się nierówne, a różnica ta jest następnie przetwarzana przez etapy oscylacji i demodulacji.

Wyślij zapytanie