Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Датчики давления (мембранные датчики).

Читайте также:
  1. PB - барометрическое давление, Ppl - давление в плевральной полости, PA - альвеолярное давление, РТР - транспульмональное давление. Все величины давления представлены в см вод.ст.
  2. Автоматические датчики (извещатели).
  3. Аналитическое определение активного давления грунта на ПС
  4. Аналитическое определение пассивного давления несвязного грунта на подпорную стену
  5. Аномальные пластовые давления
  6. Влияние гидростатического давления. Величина гидростатического давления, действующего на горную породу забоя скважины, для вязкой жидкости определяется выражением
  7. Влияние давления на коллекторские свойства пластов

Для малых давлений- кремниевые датчики.

Для больших давлений- магнитоупругие датчики.

Преимущества кремниевых датчиков:

- высокая чувствительность,

- хорошая линейность,

- незначительный гистерезис,

- малое время срабатывания,

- компактная конструкция,

- выходной сигнал несколько вольт на постоянном токе.

Конструкция: кремниевая пластина, часть которой вытравливают до образования тонкой мембраны.На мембране выполняют резистивные элементы.При изменении давления мембрана прогибается и под действием пьезоэлектрического эффекта происходит изменение сопротивления резистивных элементов. Толщина мембраны и геометрическая форма R-элементов определяется областью допустимых давлений.

Недостаток: повышенная температурная чувствительность,которая м. б. скомпенсирована.

Область применения: в зависимости от диапазона давлений:

До 40 м бар- измерение уровня жидкости

До 100 м бар- измерение расхода

До 1 бар- барометры,впрыск топлива ДВС

До 2 бар- измерение разряжения на тракте всасывания ДВС

До 10 бар- давление масла и воздуха в тормозных системах,компрессоры холодильников

До 50 бар-пневматические системы,промежуточные работы

До 500 бар-гидравлические системы(строительные машины).

Обычно 4 однотипных пьезорезистора,образующие мост соединенный таким образом,что при прогибе мембраны сопротивление резисторов R1,R3 вырастает, R2,R4 уменьшается- в результате достигается высокая чувствительность измерительного моста.

Ua=Ucc*(R1R3 – R2R4)/(R1+R2)*(R4+R3):


 

 


Компенсация температурной погрешности.

Различают:

-температурный коэффициент смещения 0

-температурный коэффициент чувствительности.

Каждую погрешность компенсируют индивидуально.

Kt0- температурный коэффициент смещения 0»-2*10-4 1¤К.

Температурная погрешность при нулевом давлении» в 10 раз меньше температурный коэффициент чувствительности Ktч (-2*10-3 1¤К)

 

Пассивная компенсация.


Пассивная компенсация чувствительности моста.


Установка нуля шкалы и пассивная компенсация температурного смещения 0 с помощью дополнительного R0.

Подбором шунтирующих резисторов R, R0 и терморезистора Rt можно оказать влияние на смещение 0 и на изменение чувствительности.

 

Барометр.

 

На уровне моря давление- 1013мбар=766ммрт.ст..

На высоте 10км-264мбар=198ммрт.ст.

На высоте 20км-55мбар=41ммрт.ст.

Изменение давления от высоты:

Pl=P0*exp(-h/H) или h=H*ln(P0/Pl) (для высотомера)

Где Pl-давление на высоте h,

P0- давление на уровне моря (1013мбар),

H- константа.

В зависимости от погодных условий давление на уровне моря колеблется от 980ммрт.ст. до 1025мбар и соответсвует перепаду высот 500м.


Установка нуля осуществляется делителем R3=R4=20k и P2=10k.Калибровка- резистором P1.

 

Высотомер.

 

Аналогичен барометру.

Если чувсствительность датчика 150мВ/бар,то на выходе 15В/бар.


Магнитоупругие датчики (магнитострипционные).

Преимущество:возможность измерения бесконтактным способом механических напряжений в подвижных деталях без уменьшения их жесткости.

Принцип действия магнитоупругих датчиков:на основе магнитоупругого эффекта- изменение магнитных свойств ферромагнитных материалов под действием механических сил.Ферромагнетику при заданном внешнем магнитном поле соответствует определенная магнитная проницаемость и ширина петли гистерезиса. Под действием внешних механических сил происходит смещение границ доменов и изменение направлений их намагниченности, это меняет магнитную проницаемость и форму петли гистерезиса. В поликристаллических телах, изготовленных из материалов с положительной магнитострипцией (железо и его сплавы) под действием растягивающих сил магнитная проницаемость в направлении растяжения увеличивается,а петля гистерезиса сужается.Для материалов с отрицательной магнитострипцией(никель и его сплавы) магнитная проницаемость по направлению растяжения уменьшается,а петля гистерезиса расширяется.

Преобразование измеряемого механического параметра в электрическую величину в магнитоупругих датчиках осуществляется последовательно в три этапа.

1. Преобразование измеряемого параметра в механическое напряжение в материале чувствительного элемента.

2. Преобразование механического напряжения в материале чувствительного элемента в изменениеего магнитных характеристик.

3. Изменение магнитных характеристик чувствительного элемента преобразуются с помощью электро-магнитного преобразователя в изменение выходных электрических параметров датчиков.

Конструктивно магнитоупругие датчики существуют трех видов:

1. Магнитоупругие датчики дроссельного типа.

2. Магнитоупругие датчики трансформаторного типа.

В этих видах происходит сжатие либо растяжение по одной оси.

3. Магнитоупругие датчики, использующие изменение магнитной анизотропии материала(сельсинные датчики трансформаторного типа,поворот).

 


Дата добавления: 2015-08-13; просмотров: 222 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: Классификация датчиков. | Кремниевые датчики температуры. | Терморезисторы с отрицательным ТКС(термисторы). | Термохимическая(каталическая) ячейка. | Датчики магнитного поля. | Фотодиоды. | Волоконно-оптический датчик температуры. |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Терморезисторы с положительным ТКС(позисторы).| Лопастные датчики.

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.008 сек.)