Датчики давления. Виды и работа. Как выбрать и применение

Датчики давления являются устройством, выдающим сигналы на выходе, зависящие от давления измеряемой среды. Сегодня не обходятся без точных датчиков определения давления. Они применяются в автоматизированных системах всех отраслей промышленности.

Многие датчики давления функционируют на преобразовании давления в движение механической части. Кроме механических элементов (трубчатые пружины, мембраны) для замеров используются тепловые и электрические системы. Электронные элементы дают возможность осуществить производство датчиков давления на электронных элементах.

Датчик давления состоит из:

• Первоначальный преобразователь вместе с чувствительным элементом.
• Корпус датчика, имеющий разные конструкции.
• Электрическая схема.

Классификация и принцип работы

Волоконно-оптические

Этот тип датчиков считается самым точным в работе, которая не имеет большой зависимости от изменений температуры. Элементом точной чувствительности действует оптический волновод. Давление в волоконно-оптических приборах определяется путем поляризации света, прошедшего по элементу чувствительности, и колебаниям амплитуды.

Оптоэлектронные датчики давления

Датчики давления состоит из нескольких слоев, через которые проходит свет. Один слой меняет свойства от величины давления среды. Меняются 2 параметра: величина преломления и размер слоя. Методы изображены на рисунках.

При изменении свойств будет изменяться характеристика света, проходящего через слои. Фотоэлемент производит регистрацию изменений. Преимуществом оптоэлектронных приборов стала высокая точность.

Датчики легко определяют давление, имеют повышенное разрешение, чувствительность, стабильны к действию температуры. Перспективность оптоэлектронных приборов обуславливается работой на интерференции света, использованием интерферометра для замера малых перемещений. Основные составляющие элементы датчика – кристалл оптического анализатора с диафрагмой, фотодиод и детектор. Детектор составляют три светодиода.

К 2-м фотодиодам прикреплены оптические фильтры, которые имеют отличия по толщине. Фильтры состоят из кремниевых зеркал, имеющих отражение от лицевой части поверхности, которые имеют слой оксида кремния. Поверхность напылена слоем алюминия малой толщины.

Световой преобразователь подобен емкостному датчику. Его диафрагма смоделирована способом травления, которая покрыта металлическим тонким слоем. Стеклянная пластина снизу покрыта металлическим слоем. Между подложкой и стеклом есть промежуток, образованный двумя прокладками.

Два металлических слоя образуют интерферометр с изменяемым воздушным промежутком. В его состав вошли: зеркало на стекле стационарного вида и меняющее положение зеркало на мембране.

На подобной основе изготавливают чувствительные датчики размером 0,55 мм. Они легко проходят через ушко иглы.

Оптическое волокно взаимосвязано с сенсором. В нем с помощью управления микропроцессора подключается монохроматический свет, который вводится в волокно. Делается замер интенсивности обратного света, по калибровке рассчитывается наружное давление и результат показывается на экране. Сенсоры используют в медицине для проверки давления внутри черепа, измерения кровяного давления в артериях легких. Другими методами в легкие добраться невозможно.

Магнитные

Магнитные датчики давления еще называют индуктивными. Элементом чувствительности служит Е-пластина, в центре расположена катушка, и проводящая мембрана. Она расположена на малом расстоянии от конца пластины. При подсоединении обмотки образуется магнитный поток, он идет через пластину, промежуток воздуха и мембрану.

Магнитная проницаемость воздуха в зазоре в 1000 раз слабее мембраны и пластины. Малое изменение параметра зазора приводит к значительному изменению индуктивности.

При воздействии давления мембрана изгибается, сопротивление катушки меняется. Преобразователь переводит изменение в сигнал тока. Измерительный рабочий элемент преобразователя сделан по схеме моста, обмотка включена в плечо. АЦП подает сигнал от элемента измерения в виде сигнала от давления.

Емкостные

Датчики давления самой простой конструкции, состоящий из плоских электродов (2 шт.) с зазором. Электрод сделан мембраной, на нее давит измеряемое давление. Меняется размер зазора. Такой вид датчика образует конденсатор с меняющимся зазором. Величина емкости конденсатора меняется при изменении промежутка от пластин или от электродов в данном случае.

Для определения очень небольших изменений давления приборы наиболее применимы и эффективны. Они дают возможность произвести замеры избыточного давления в различной среде. На предприятиях при выполнении технологических процессов, в которых задействованы системы воздушного и гидравлического оборудования, в насосах, компрессорах, на станках емкостные датчики нашли широкое применение. Датчик емкостного вида имеет конструкцию, которая имеет стойкость к вибрациям, скачкам температуры, защищена от химической и электромагнитной среды.

Ртутные

Также простая конструкция прибора. Действует по закону о сообщающихся сосудах. На одну емкость давит давление, которое нужно измерить. По величине другого сосуда – определяется давление.

Пьезоэлектрические

Элементом чувствительности в этом датчике служит пьезоэлемент. Это вещество, создающее электрический сигнал во время деформации. Такое свойство называется прямым пьезоэффектом. В измеряемой области находится пьезоэлемент, который образует ток, прямо зависящий от значения давления. Сигнал в датчике из пьезоматериала образуется только при деформации. При неизменном давлении нет деформации, поэтому датчик годен только для проведения замеров среды с быстро изменяемым давлением.

Если давление не будет изменяться, то не будет деформации, пьезоэлектрик не сгенерирует сигнал.

Пьезоэлектрики нашли использование в первичных преобразователях потока водяных вихревых счетчиков, и других сред. Их устанавливают парами в трубу с проходом в несколько сотен мм за предметом обтекания. Фиксируют вихри. Количество и частота вихрей прямо зависят от скорости потока и расхода по объему.

Пьезорезонансные датчики давления

В отличие от вышеописанного вида датчика здесь применяется обратный пьезоэффект, то есть, форма материала пьезоэлемента изменяется от тока подачи. Применяется резонатор в виде пластины из пьезоматериала. На пластину с двух сторон нанесены электроды. На них подключается по очереди напряжение питания с разным знаком, пластина производит изгиб в обе стороны в зависимости от полярности поданного напряжения и частоты.

Если воздействовать на пластину силой, чувствительной мембраной к давлению, то резонатор изменит частоту колебаний. Частота резонатора укажет значение давления на мембрану, которая оказывает давление на резонатор.

На рисунке изображен пьезорезонансный датчик с абсолютным давлением, который сделан герметичной камерой 1. Она достигается корпусом 2, основанием 6, мембраной 10. Мембрана крепится на электронную сварку к корпусу. Держатели закреплены на основании перемычками. Силочувствительный резонатор удерживает держатель.

Мембрана 10 давит на втулку 13 и шарик 6, который закреплен в держателе. Шарик давит на чувствительный резонатор 5. Проводка закреплена на основании 6, необходима для слияния резонаторов с генераторами. Сигнал на выходе абсолютного давления образуется по схеме путем разности генераторных частот. Датчик находится в активном термостате 18 с неизменной температурой 40 градусов. Давления для измерения поступает через штуцер 12.

Резистивные датчики давления

Другим названием этот датчик называется тензорезистор. Это элемент, который меняет собственное сопротивление при деформации. Такие тензорезисторы монтируют на мембрану, которая чувствительна к изменяющемуся давлению. В результате при приложении силы на мембрану происходит ее изгиб, из-за этого изгибаются тензорезисторы, которые на ней закреплены. На тензорезисторах меняется сопротивление и значение тока цепи.

Растяжение элементов из проводников на каждом тензорезисторе ведет к увеличению длины и снижению сечения. В итоге сопротивление повышается. При сжатии процесс происходит наоборот. Изменения сопротивления незначительные, поэтому для обработки сигнала применяются усилители. Деформация переделывается в изменение сопротивления проводника или полупроводника, а затем в сигнал тока.

Тензорезисторы выполнены в виде проводящего зигзагообразного элемента, или из полупроводника, который расположен на гибкой подложке, приклеенной к мембране. Подложка сделана из слюды, полимерной пленки или бумаги. Элемент проводника – из полупроводника, тонкой проволоки или фольги, напыленных на металл в вакуумном состоянии. Чувствительный элемент соединяют с цепью измерения выводами из проволоки или площадками контактов. Тензорезисторы чаще имеют размер площади до 10 мм². Они более подходят для замера давления, веса, силы нажатия.

Советы по выбору и приобретению датчиков давления

• Тип давления. Важно определить, что вы будете измерять. Есть несколько типов давления: барометрическое, избыточное, вакуумное, относительное, абсолютное.
• Интервал разбега давления.
• Класс защиты датчика. Для разных условий работы определены свои степени защиты от пыли и влаги.
• Термокомпенсация. Эффекты температуры: например, расширение предметов, создают значительные помехи на результат измерения датчика. Если температура всегда изменяется в среде, то нужна термокомпенсация. Про границы температур тоже нельзя забывать.
• Вид материала. Свойства материала играют значительную роль для агрессивных условий.
• Тип сигнала выхода. Бывают цифровой вид и аналоговый. Нужно также учесть интервалы выхода сигнала, количество проводов.

Похожие темы:

electrosam.ru

Как проверить датчик давления масла

Вопрос о том, как проверить датчик давления масла (далее ДДМ) интересует водителей, столкнувшихся с проблемами в работе масляной системы двигателя, в частности, когда горит лампочка масла. Проверить этот узел можно с помощью электронного или стрелочного мультиметра, контрольной лампочки или исправного манометра. Процедура проверки несложна, и под силу даже начинающему автолюбителю. Далее приведены подробные алгоритмы проверки с указанием тонкостей и нюансов.

Содержание

Принцип работы датчика давления масла

Прежде чем разбираться каким образом можно проверить ДДМ, необходимо вкратце остановиться на теории, в частности, как работает датчик давления масла. Это даст полноту понимания процесса. В первую очередь необходимо указать, что датчики давления масла бывают двух видов — механические (устанавливаются на старые машины, в частности, советских моделей) и электронные (более современные, повсеместно используемые в автопромышленности).

Конструкция механических датчиков

Устройство механического ДДМ

Внутри механического датчика есть мембрана, которая изменяет свою форму в зависимости от приложенного к нему давления. Соответственно, чем оно больше — тем больше изгибается мембрана. Изгибаясь, она воздействует на имеющийся в конструкции шток, который отвечает за сжимание жидкости в специальной герметичной трубке. На другом конце этой трубки шток, на который давила эта жидкость, и вот второй шток двигал стрелку прибора — дифманометра, или просто манометра. Давление возрастает — стрелка идет вверх, давление падает — стрелка опускается.

Также существует еще одно, более распространенное устройство механического датчика давления масла. Оно аналогично, но с добавлением переменного резистора — реостата. Так, на имеющуюся в его конструкции мембрану помещают резистор, который изменяет свое сопротивление в зависимости от, собственно, значения прикладываемых усилий. Соответственно, чем имеет место большая деформация мембраны — тем больше изменяется сопротивления датчика. При отсутствии деформации мембраны значение сопротивления будет равно нулю. Это изменение фиксируется электронным блоком управления двигателем (ЭБУ), на который и подается соответствующий сигнал. Его программное обеспечение создано таким образом, что оно контролирует нахождение сигнала от ДДМ в определенном промежутке, соответствующем нормальному рабочему давлению масла в масляной системе двигателя. Как правило, к механическим датчикам присоединяют стрелочные манометры, на шкале которых показывается абсолютное значение масла. Хотя на самом деле эти приборы являются вольтметрами, стрелка которых изменяет свое положение в соответствии с приходящим на прибор значением сопротивления с ДДМ.

Конструкция электронного датчика

Устройство электрического ДДМ. 1 — шток, 2 — сигнальная лампа, 3 — контакты, 4 — мембрана

Конструкция электронного датчика давления масла (к слову, устанавливается на автомобили ВАЗ-2114 и его аналоги, новые модели «Лады») подразумевает, что при ровной мембране (не находящейся под давлением) питающая цепь сигнальной лампы на панели прибора нормально замкнутая, поэтому она включается в соответствующих условиях. Однако, когда мембрана выгибается под действием давления масла она своим штоком механически размыкает цепь и сигнальная лампа тухнет. Это, собственно, и происходит при запуске двигателя, о чем можно судить по тому, что лампочка масленки при включенном зажигании, а также первые 1…2 секунды находится в активном состоянии (светится).

Таким образом, суть проверки современного ДДМ заключается в измерении сопротивления обмотки датчика мультиметром, переведенным в режим измерения электрического сопротивления (омметра). Однако его также можно проверить и другими методами.

Диагностика датчика

Как указывалось выше, бывают два типа датчиков давления — механический и электронный. Соответственно, процедуры проверки аварийного датчика давления масла в обоих случаях будут отличаться, хоть и незначительно (имеют место лишь конструкционные особенности данных датчиков). В первую очередь необходимо убедиться, что именно датчик давления масла неисправен. Для этого потребуется выполнить дополнительную диагностику масляной системы — проверить уровень масла в ней, состояние фильтра, насоса и так далее. Если же подозрения пали именно на исправность датчика давления масла, то в первую очередь необходимо его демонтировать с посадочного места при выключенном двигателе (как правило, он расположен в районе масляного фильтра).

Где датчик давления масла

Узнайте, где расположен датчик давления масла на разных моделях машин, поскольку это зависит от конструкции мотора, а на некоторых автомобилях их аж два
Подробнее

 

Обычно для этого используются ключи различных диаметров, например, на 24, 27 или другие (зависит от конкретной модели автомобиля). После этого

не забудьте заткнуть его посадочное место ветошью с тем, чтобы при работе двигателя из него не вытекало масло, а также в масляную систему не попал различный мусор или мелкие детали (болты, гайки и прочее)!

Желательно также проверить давление в масляной системе автомобиля. Для этого нужно в посадочное место, откуда был выкручен ДДМ, вкрутить манометр, с помощью которого сделайте контрольный замер давления масла на различных оборотах работы двигателя. Обратите внимание, что при этом нужно обеспечить максимальную герметичность, чтобы показания манометра были предельно точными. Обязательно нужно посмотреть на давление при работе двигателя на холостых оборотах, а также на средних и высоких.

У разных машин значение соответствующего давления будет разным, поэтому точную информацию вы найдете в мануале или технической документации к конкретной машине. Если значение давления в норме, но при этом информация не доходит до ЭБУ, то виноват, скорее всего, датчик, поэтому его и нужно проверить.

Проверка электрического датчика давления масла

Проверка датчика мультиметром

Электронные датчики давления масла, используемые, как на иномарках, так и отечественных авто, в частности, на автомобилях ВАЗ-2114 и других современных «Ладах», проверить несложно. Их устройство аналогично тому, где используется реостат, однако они попросту размыкают цепь при определенном давлении. Соответственно, его проверка еще проще. Для этого нужно:

• Установить мультиметр в режим «прозвонки» (разрыва) электрической цепи.
• Обеспечить герметичное соединение воздушного насоса и входного (чувствительного) отверстия, куда подается воздух. Тут аналогично необходимо обеспечить качественную герметизацию, поскольку от этого напрямую зависит результат эксперимента.
• Один щуп мультиметра установить на центральный выходной контакт датчика, а второй — его корпус, «массу».
• Одновременно с этим с помощью насоса подать на датчик давление воздуха около 1…1,5 атмосфер. Сильно дуть не нужно, чтобы не повредить мембрану. Если датчик исправен, то электрическая цепь разомкнется почти сразу, под механическим воздействием штока, находящемся в жесткой связи с изгибаемой чувствительной мембраной датчика давления масла.

Как понятно из схемы работы датчика, если цепь разомкнулась (фиксируется мультиметром), значит, датчик исправен. В противном случае — нет. В редких случаях вместо датчика проблему, почему горит лампочка масла, необходимо искать в неисправной (перебитой или с поврежденной изоляцией) проводке.

Также работоспособность датчика давления масла можно проверить и другим методом. Так, нужно снять питающий провод с датчика и замкнуть его на «массу». Если датчик исправен, то сигнальная лампочка на приборной панели загораться не должна. В противном случае датчик неисправен.

Проверка двух датчиков

На некоторых современных машинах устанавливают два однотипных («новых») датчика давления. Первый рассчитан на значение абсолютного давления в диапазоне около 0,15…0,45 атмосфер, и предназначен для размыкания контрольной лампы после запуска двигателем. Его проверка аналогична, и соответствует описанной выше процедуре. То есть, подключение такое же. Его цепь должна размыкаться при нагнетании в нем давления в указанном диапазоне.

Второй датчик предназначен для контроля давления масла на работающем двигателе. Он по типу аналогичен первому, но его отличие заключается в том, чтобы контролировать верхнюю границу масла (дабы не допустить его возрастания до критического значения). Верхнее значение может быть разным, и отличается у конкретных моделей автомобилей. Однако в большинстве случаев оно находится около 1,8 атмосферы. При достижении этого уровня давления или выше цепь контакта должна замыкаться, и соответственно, на приборной панели должна активироваться сигнальная лампа давления масла в системе двигателя.

Проверка датчика давления с помощью лампочки

Для проверки электрического (нового) датчика давления масла вместо мультиметра можно воспользоваться лампочкой, рассчитанной на работу под напряжением 12 В постоянного напряжения, а также блока питания (аккумулятора) и компрессора (желательно с манометром). Алгоритм проверки следующий:

Схема подключения

• К контактам лампочки необходимо присоединить два провода.
• Один из концов провода, идущий на лампочку, присоединить к выводному контакту датчика давления.
• Массу от блока питания (или минус от аккумулятора) соответственно присоединить на корпус (массу) датчика.
• К другому проводу на лампочке присоединить плюс от блока питания или аккумулятора.
• Если датчик исправен, то после включения блока питания (или просто при возникновении контакта от аккумулятора) лампочка должна засветиться. В противном случае датчик сразу можно считать неисправным.
• Далее для проверки необходимо с помощью компрессора или насоса подать на чувствительный элемент датчика давление около 0,5 атмосферы. Значение давления может быть разным, и это зависит от того, на какое именно давление рассчитан датчик. Обычно оно находится около уже упомянутой 0,5 атмосферы.
• При возрастании давления до указанного значения (критического для датчика) лампочка должна потухнуть, поскольку при этом в корпусе датчика разомкнется контрольная электрическая цепь. Если этого не произошло, то датчик также можно считать негодным.

Вместо компрессора вполне можно обойтись обычным автомобильным и даже велосипедным насосом, которые без проблем выдадут необходимые полатмосферы давления воздуха.

Проверка механического датчика

Проверку старого механического датчика (например, устанавливаемого на некоторые модели ВАЗ «классика» и старые иномарки, например, «Вольво 240»), с помощью которого имеется возможность прямо узнать, какое давление в настоящий момент имеется в масляной системе автомобиля, можно осуществить даже без мультиметра, однако с использованием дополнительных приборов (воздушного насоса и электрического автомобильного манометра). Датчик аналогично необходимо демонтировать с машины, поскольку проверить его прямо на двигателе не получится.

Проверка датчика манометром

Проверка немного сложнее, чем у электронных, однако это заключается, в первую очередь, в некоторой сложности собирания электрической схемы. Действовать нужно по следующему алгоритму:

Как проверить механический датчик, схема подключения

• На датчике необходимо найти контакт, который выдает сигнал для аварийной лампы давления масла на приборной панели автомобиля, а также другой контакт, откуда подается сигнал для индикации давления масла. «Массу» для дальнейших замеров нужно будет просто взять с корпуса датчика (в обычных условиях все датчики берут «масс» просто с корпуса двигателя).
• Аналогично на электронном манометре необходимо разобраться, куда подключать плюс и минус его питания, а также непосредственно сигнал от датчика (то есть, предусмотрено три контакта).
• Подключить электрическую схему, и герметично подсоединить воздушный шланг, соединяющий насос и чувствительный элемент датчика.
• Далее нужно с помощью насоса подать 1…2 атмосферы на чувствительный элемент датчика. Если он исправен — то на стрелочном манометре будет явно показываться поступающее давление. Если этого не происходит — значит, датчик давления масла неисправен.

Как правило, датчики давления масла не подлежат ремонту, поэтому если была выявлена их неисправность, то нужно выполнить замену данного узла. Благо, стоят эти элементы недорого и доступны повсеместно практически в любом автомагазине.

Обратите внимание, при монтаж датчика на его посадочное место после проверки рекомендуется смазать его термостойким герметиком.

Одна голова хорошо, а две лучше

На многочисленных форумах в сети интернет нередко можно встретить рассказы опытных автолюбителей о том, что вместе с электронным датчиком давления масла они устанавливали параллельно с ним механический. В частности, это выражается в том, что в случае падения уровня давления масла загорается не только соответствующая контрольная лампа на приборной панели, но и будет видно абсолютное значение давления на манометре, установленном где-нибудь в районе приборной панели.

Делается это по той причине, что иногда, например, после выполнения на двигателе капитального ремонта или при использовании некачественного (или устаревшего) моторного масла, которое скомковалось, чувствительный элемент датчика не срабатывает должным образом, соответственно. Соответственно, при падении давления контрольная лампа не загорается, что является критичным фактом, поскольку двигатель в таких условиях работает «на сухую», то есть, без должного смазывания. Это значительно снижает его ресурс и может полностью вывести мотор из строя в кратчайшие сроки.

Так, автолюбители устанавливают в месте подключения датчика давления так называемый тройник, на один выходной конец которого подключается традиционный электронный датчик, а на другой — механический. Шланг с проводами монтируется в подкапотном пространстве в соответствии с конструкцией двигателя. Главное, чтобы он не мешал другим элементам мотора, и сам не подвергался механическому и значительному тепловому воздействию. На его конце устанавливают манометр, например, от ВАЗ «классики», УАЗ или другой подобный прибор. На самом деле его модель не важна, главное, чтобы было удобно ориентироваться по шкале, то есть, она должна иметь подробную градуировку.

Заключение

Датчик давления — достаточно надежный узел, и выходит из строя редко. Поэтому при появлении проблем с системой индикации масляной системы, необходимо проверить другие параметры — давление масла, наличие утечек, состояние непосредственно масла, его уровня и масляного фильтра, и лишь после этого проверять состояние датчика давления масла. В целом, проверка исправности этого узла не составляет больших сложностей, и под силу даже начинающим автолюбителям, буквально используя автомобильный компрессор и мультиметр. В случае, если датчик вышел из строя, то ремонт его вряд ли возможен, поэтому лучше купить новый ДДМ в автомагазине, благо стоит он недорого.

Спрашивайте в комментариях. Ответим обязательно!

etlib.ru

Механический датчик давления масла ВАЗ 2101, 2106, 2107 классика

Содержание статьи:

0:37

1. Подготовка к установке механического датчика давления масла в Ваз 2101
2. Установка датчика давления масла в ВАЗ 2101

Подготовка к установке механического датчика давления масла в Ваз 2101

Все думал поставить себе датчик давления масла, так как на приборной панели классики есть только лампочка аварийки давления. А в добавок к этому у моего друга на шестерке стоит электрический, но со стрелкой который показывает «погоду» и не понятно, сколько давит масло.
Было решено поставить механический датчик давления масла. Было рассмотрено много вариантов датчиков с разными шкалами, но они не подходили — давление в них начиналось то с 1 потом 3,4,6 и до 10 бывало доходило. Нашел датчик с очень интересной разбежкой шкал:

0:1350

1:1855

2:2360

Так как давление на холостых составляет (0,8-0,9кгс/см2) а аварийка загорается, когда давление меньше (0,4-0,8 кгс/см2) и он будет его показывать.

Еще был закуплен шланг.

2:296

3:801

Со штуцерами длиной 1,5 метра, короче не было

3:884

4:1389

И тройник в блок, чтобы подключить аварийку и шланг к блоку

4:1500

5:2005

С ним были проблемы так как найти было его трудно, но все-таки нашел.

5:126

Установка датчика давления масла в ВАЗ 2101

Вот сегодня выбрал время собрать все прибамбасы в одно целое.
Вот как под капотом выглядит то место куда будем монтировать тройник, шланги и датчики
до

5:490

6:995

Выкрутил датчик аварийки. Кто думает, что масло оттуда польется, то нечего оттуда не льется, разве что только пару капель, но это не страшно. И сразу взялся закручивать тройник. Остается 2 витка докрутить а он упирается в блок, вот в этом месте:

6:1439

7:1944

Пришлось его выкрутить и сточить с одного выхода из тройника, — около 2-3 мм в этом месте по всей плоскости.

7:2139

8:504

Но смотрите не переусердствуйте чтобы в потом не покалечить резьбу. Я сточил, и старым датчиком прогнал немного резьбу, чтобы потом под капотом этим не заниматься.
После всей этой процедуры было прикручено все к блоку

8:906

9:1411

Дальше была морока — где сделать отверстие, чтобы в дальнейшем не мешалась оно. Оптимальным местом оказалось под тросиком подсоса место — самое то.

9:1682

10:2187

Просверлив дырку был прокинут шланг и подсоединен к датчику, который я вмонтировал вот в такую пластинку

10:195

11:700

После чего, завел двигатель и как не странно показывает, но не так как хотелось бы!
Сделал следующее: в шланге остался воздух, надо его стравить, иначе датчик будет показывать с перебоями. Стравив воздух, стало более-менее ровно показывать давление. У меня с карбюратором проблемы небольшие — обороты плавают и на приборе давление тоже плавает немного, но как-никак показывает.
И вот первое видео ДАТЧИК В РАБОТЕ.

11:1455

11:1465

https://www.drive2.ru/l/288230376152905403/, https://www.drive2.ru/l/288230376152915526/

11:1557

следующая статья:

Доработка печки ВАЗ 2107

Думаю, не стоит объяснять, почему я решил доработать печку, владельцы классики поймут. Началось все с идеи, которую

12:2355 18447

www.spike.su

Датчик давления воды в системе водоснабжения: устройство, монтаж, регулировка

Для того чтобы параметры работы автономных систем водоснабжения (в частности, давление в трубопроводе) могли регулироваться автоматически, используют различные технические устройства, одним из которых является датчик давления воды. Этот элемент систем водоснабжения, в которые вода подается из скважин посредством насосных станций, позволяет не только контролировать параметры таких систем, но и управлять их работой. Датчик давления воды в системе водоснабжения позволяет в автоматическом режиме, без участия человека, включать и отключать насосные станции.

Реле давления предназначено для автоматической регулировки включения и отключения подачи воды в систему водоснабжения

Алгоритм работы и назначение

Датчик для регулирования давления воды (реле, сенсор давления) работает по следующему алгоритму:

• В тот момент, когда открываются краны и объем жидкости в гидроаккумуляторе уменьшается, в водопроводе снижается давление воды.
• Когда давление в системе водоснабжения достигает минимально допустимого значения, контакты датчика, регулирующего данный параметр, замыкаются.
• Замыкание контактов датчика давления приводит к запуску насоса, который отвечает за подачу воды из скважины.
• При закачивании воды из скважины давление в водопроводе начинает возрастать.
• После того как давление воды в водопроводе достигнет максимально допустимого значения, контакты датчика размыкаются, что приводит к отключению насосного оборудования.

Работая в подобном режиме, датчики давления воды позволяют сохранять напор жидкости в водопроводе на постоянном уровне. Если не использовать такое устройство в трубопроводе, то насос, подающий воду, придется включать и отключать вручную. Это не только не позволит поддерживать давление воды в системе на постоянном уровне, но и может привести к возникновению гидравлических ударов и работе насосного оборудования в холостом режиме.

Блок автоматики, состоящий из реле давления, манометра и фитинга

Сенсоры давления воды, установленные на одном из узлов системы водоснабжения, выполняют еще одну важную функцию – сигнализируют о текущем давлении и выводят данные о его значении на контрольные приборы, простейшим из которых является манометр.

Таким образом, устанавливая датчик давления воды (электронный или механический), обеспечивают стабильность работы водопровода, а также защищают элементы его оснащения от негативных факторов, таких, например, как гидравлические удары и работа насоса «всухую».

Конструктивные особенности

Как уже говорилось выше, существуют как механические, так и электронные реле давления воды. У тех и у других основным рабочим органом является мембрана, выступающая в роли одной из стенок их внутренней емкости, в которую поступает вода. Отклоняясь под напором воды, мембрана воздействует на остальные элементы датчика, в итоге и происходит срабатывание устройства.

Устройство мембранного датчика давления

Элементами, на которые воздействует отклоняющаяся мембрана, в механических датчиках являются контакты, которые при смыкании или размыкании включают и отключают насосное оборудование. Электронный датчик давления работает по несколько иному принципу. Деформация мембраны в таком устройстве преобразуется в управляющий электрический аналоговый сигнал, который затем усиливается, подвергается оцифровке и поступает в блок автоматической регулировки работы трубопровода.

Механические датчики давления, которые также называют контактными, используются чаще, чем электронные. Объясняется это как простотой конструкции такого устройства, так и его более доступной стоимостью. В частности, регулярно осуществляют установку механических датчиков давления воды в системах отопления и водоснабжения бытового типа.

Устройство бытового реле давления воды

Конструкцию механического датчика составляют:

• патрубок, при помощи которого осуществляется подсоединение устройства к элементам трубопровода;
• мембрана;
• контактная группа;
• две пружины разного диаметра, посредством которых выставляется уровень наибольшего и минимального давления, при котором устройство должно срабатывать.

Датчик давления в разобранном виде

Пружина большего диаметра, устанавливаемая в датчики механического типа, определяет уровень давления воды в трубопроводе, при котором устройство сработает и отключит подающий насос. Вторая пружина отвечает за нижний предел срабатывания датчика, а если выразиться точнее, то диапазон значений, при выходе за который датчик сработает на включение и запустит насос, подающий воду в трубопровод.

Конструкция механических датчиков предусматривает возможность регулировать степень сжатия обеих пружин. При сжатии пружины большего диаметра увеличивается значение давления воды, при котором устройство будет срабатывать. Если сильнее сжать пружину меньшего диаметра, то увеличится разность давлений между уровнями срабатывания.

Принцип регулировки механического датчика давления

Рекомендации по установке

Если вы решили установить датчик давления своими руками, сначала ознакомьтесь с информацией о том, как это правильно сделать. Обычно в качестве места для установки датчика или реле давления выбирают ту часть водопровода, которая расположена после насоса и гидроаккумулятора, перед фильтрующими элементами. Объясняется это тем, что данная часть водопровода характеризуется меньшими скачками давления. Следует также иметь в виду, что эксплуатация многих моделей датчиков контроля давления воды допускается только внутри помещений. Это обязательно указывается в инструкции к таким устройствам.

Для установки датчиков применяются специальные тройники-разветвители, которые позволяют при помощи одного монтажного элемента подключить к водопроводу сам датчик, гидроаккумулятор и манометр. При установке датчика, кроме тройника, может потребоваться дополнительный переходник, о приобретении которого следует позаботиться предварительно. В любом случае схема подключения к водопроводу реле определяется конструктивным исполнением и техническими характеристиками последнего.

Схема водоснабжения из скважины

Отдельные модели датчиков, помещаемые во влагозащищенный корпус, могут устанавливаться непосредственно на водяном насосе с помощью специального штуцера. Датчики данного типа благодаря такому конструктивному исполнению успешно эксплуатируются вместе с насосным оборудованием внутри кессона или даже скважины.

После того как механическая часть процесса установки реле или датчика давления воды выполнена, необходимо подключить соответствующие контактные группы к насосу и заземлить устройство. Выбирая электрокабели для подключения таких датчиков, следует в первую очередь учитывать мощность насоса, функционирующего в системе. Так, при использовании насосного оборудования, мощность которого составляет 2 кВт, следует применять кабели сечением не менее 2 мм².

Схема подключения реле давления

После того как вы установили реле давления воды своими руками и выполнили все необходимые подключения, можно включить насос и проверить работоспособность всей системы. О том, что она функционирует нормально, будет свидетельствовать увеличение давления в ней, что можно определить по показаниям манометра.

Самостоятельная настройка

Несмотря на то, что в большинстве случаев рабочие параметры реле перепада давления уже настроены производителями, могут возникнуть ситуации, когда процедуру регулировки требуется выполнить своими руками. Оптимальная разница между значениями давления воды в трубопроводе, при которых должен включаться и отключаться насос, должна составлять 1 атм. При этом нижний предел, при котором срабатывает датчик, устанавливается таким образом, чтобы он был на 0,2–0,5 бар меньше давления, которое может выдержать используемый насос.

Перед тем как своими руками начать выполнять регулировку рабочих параметров датчика или реле, необходимо проверить уровень давления в гидроаккумуляторе. Для этого надо выполнить следующие действия:

• Отключить все элементы системы от сети и слить воду.
• Снять боковую крышку гидроаккумулятора и проверить уровень давления в нем, для чего можно использовать автомобильный компрессор, оснащенный манометром.
• Если уровень давления меньше, чем 1,5 атм, необходимо повысить его, включив подающий насос.
• При слишком высоком уровне давления его необходимо понизить, нажав на ниппель.

Диаграмма регулировки реле давления воды

После такой проверки можно приступать к регулировке датчика, которая выполняется в следующей последовательности:

1. Все элементы системы отключают от электрического питания и из нее сливают воду.
2. После слива воды убеждаются, что манометр показывает нулевое значение.
3. Затем включают насос и начинают заполнять систему водой.
4. При выключении насосного оборудования фиксируют на манометре значение, при котором это произошло.
5. После этого начинают сливать воду и при включении насоса также фиксируют уровень давления.
6. Отключают элементы системы от электрического питания и снимают крышку датчика.
7. Ослабляют гайку, при помощи которой регулируется степень сжатия пружины небольшого диаметра.
8. Используя гайку для сжатия пружины большого диаметра, устанавливают уровень минимального давления, при котором датчик будет срабатывать. При этом следует иметь в виду, что сжатие данной пружины увеличивает этот параметр, а ее ослабление – уменьшает.
9. Опять наполняют систему водой, затем начинают сливать ее и фиксируют уровень давления, при котором насос включится.
10. Если это значение не соответствует требуемым параметрам, необходимо еще раз отрегулировать степень сжатия пружины большого диаметра.
11. Изменяя степень сжатия пружины небольшого диаметра, устанавливают максимальный порог давления воды, при котором насос будет отключаться. При сжатии такой пружины разница между порогами срабатывания насоса увеличивается, а при ее ослаблении – уменьшается.
12. Включают насос, наполняющий систему водой, и фиксируют уровень давления, при котором он отключится.
13. Если уровень давления, при котором насос отключается, не соответствует требуемым параметрам, повторно регулируют степень сжатия пружины небольшого диаметра. Выполнять такую процедуру следует до тех пор, пока требуемая разница давлений, при которых насос включается и отключается, не будет достигнута.

Регулировочные элементы реле давления RD-2

Самостоятельно регулируя механический датчик давления, можно изменить рабочие параметры такого устройства, которые были выставлены производителем. Поступая таким образом, можно, например, уменьшить количество включений насоса. В то же время следует иметь в виду, что перепад давления воды в системе в этом случае может увеличиться, что негативным образом отражается на надежности элементов трубопровода.

Выполняя самостоятельную регулировку датчика, следует учитывать технические характеристики используемого насосного оборудования.

Чтобы компенсировать потери давления воды в трубопроводе, насос должен создавать избыток давления величиной в 0,5 бар. В противном случае можно столкнуться с тем, что насос будет работать с перегрузкой, а это приведет к его быстрому выходу из строя. Даже если для систем водоснабжения или обогрева жилья используется датчик с заводскими настройками, надо хотя бы ежегодно проверять параметры его работы и при необходимости выполнять его регулировку.

Многие домашние мастера, руководствуясь естественным желанием сэкономить, устанавливают на системы водоснабжения самодельный датчик давления воды. В подобных случаях всегда следует иметь в виду, что обеспечить требуемую надежность работы водопровода в состоянии только устройства, изготовленные в заводских условиях. Использовать для оснащения водопроводов реле давления, изготовленное своими руками, конечно, можно, но делать это лучше в тех случаях, когда к параметрам работы такой системы и к ее надежности не предъявляются слишком высокие требования.

Оценка статьи:

Загрузка…

Поделиться с друзьями:

met-all.org

Датчики давления: устройство и принцип работы

Иногда многим людям может потребоваться измерить давление. Для этого необходимо использовать датчики давления. Их принцип работы основан на преобразовании давления в механическое перемещение.

Кроме, механических систем, для измерения давления также могут использоваться механические и тепловые системы.

Датчики давления

Механические датчики давления состоят из:

1. Жидкостных датчиков давления.
2. Поршневых систем.
3. Пружинных систем.

Теперь пришло время рассмотреть датчики движения, которые встречаются наиболее часто. Наиболее часто на сегодняшний день используют пружинные датчики давления. Их действие будет основано на том, что возникновении упругой деформации пружины, которая считается пружинным элементом прибора. При изменении давления будет возникать деформация внутри и снаружи. Изменение формы определенного элемента будет передаваться на подвижную часть прибора со стрелкой. При снятии давления элемент примет прежнюю форму.

В технических манометрах чаще всего применяются упругие пружины:

• Одновитковые.
• Многовитковые.
• Плоские мембраны.
• Сильфоны.

Раскручивание пружины будет происходить из-за того, что при увеличении внутреннего давления эллиптическое сечение будет стремиться принять круглую форму. В результате этого могут возникать напряжения, которые будут раскручивать пружину. Свободный конец будет перемещаться прямопропорционально давлению внутри ее. Таким образом, можно сказать о том, что измеряемое давление будет преобразовываться в механическое перемещение свободного конца пружины. Величина такого перемещения чаще всего будет составлять 5-7 мм.

Многовитковая трубчатая пружина будет иметь 6-9 витков. Перемещение свободного конца пружины значительно больше, чем у одновитковой пружины. Обычно датчики в виде одновитковой пружины могут применяться в показывающих приборах. В большинстве случаев это будет связано с тем, что в самопишущих приборах датчик должен иметь большое усилие, которого хватит для преодоления трения. В нашем разделе также есть статья о том, как работает тензодатчик.

Плоская гофрированная мембрана будет использоваться отдельно. При необходимости также можно применять плоскую прорезиненную ткань, которая будет плотно соединена с плоской калиброванной пружиной. Гармоникообразная мембрана отличается от других, так как имеет наибольшую чувствительность.

Сильфонные приборы предназначаются для измерения и записи избыточного давления в схемах автоматизации. Кроме этого, подобные устройства также можно использовать в качестве вторичных приборов к устройствам, которые имеют приспособление для пневматической передачи показаний на расстояние. Пружинные датчики давления в схемах позволяют преобразовывать механическое перемещение в электрический сигнал с помощью индуктивного или контактного датчика.

На рисунке выше представлена схема датчика давления типа МЭД. Здесь сначала давление будет восприниматься трубчатой манометрической пружиной. В дальнейшем оно будет преобразовываться в перемещение конца манометрической трубки. Это перемещение также может передаваться плунжеру трансформаторного датчика. Вторичным приборов в этой конструкции считается устройство типа ЭПИД.

Специалисты сообщают, что датчики расхода на сегодняшний день могут быть:

1. Механические.
2. Термические.
3. Ионизационные.
4. Индукционные.
5. Акустические.

Важно знать! Механические датчики расхода разделяются на датчики переменного и постоянного перепада. Также могут быть датчики со сливным отверстием.

Датчики расхода будут действовать по принципу возникновения перепада давления в сужающем устройстве. Перепад давления в этом случае является функцией расхода. Сужающее устройство считается воспринимающим органом датчика расхода. Датчики расхода постоянного перепада (ротаметры) используются для регулирования сечения с целью поддерживания постоянным перепада давления. Если будет интересно, тогда можете прочесть про принцип работы термопары.

На рисунке, который расположен выше вам предоставлена схема ротаметра с индуктивным датчиком. Ротаметр состоит из:

• Конической трубки.
• Поплавка.

Во время движения жидкости или газа в кольцевом зазоре между поплавком и трубками будет создаваться перепад давления, который в дальнейшем будет создавать силу, действующую навстречу силе веса поплавка, который здесь расположен. Ротаметры на сегодняшний день могут выполняться, как показывающие приборы и как датчики. Обмотка индуктивного датчика располагается на трубке сопла. Железный поплавок в свою очередь будет являться сердечником катушки индуктивного датчика. При изменении расхода поплавок может перемещаться и соответственно изменять индуктивность катушки.

Датчики уровня

В последнее время наиболее распространенными устройствами считаются поплавковые датчики. Поплавковый датчик будет состоять из: поплавка, промежуточного и выходного органа. Поплавок – это орган, который позволяет воспринимать уровень жидкости. Преобразующий орган позволяет механическое воздействие выходному органу.

Датчики уровня могут быть основаны на измерении веса и гидростатического давления, а также на использовании электрических свойств жидкости.

Отечественная промышленность старается выпускать датчики давления разнообразного типа. Теперь вы точно знаете, принцип работы датчиков давления, расхода и уровня. Надеемся, что эта информация была полезной и интересной.

Читайте также: электромагнитное реле.

vse-elektrichestvo.ru

Характеристика датчика давления масла, инструкция по его проверке и замене

Нормальная работа любого автомобильного двигателя невозможна без множества регуляторов. Одним из таковых является датчик давления масла, предназначенный для обозначения уровня давления рабочей жидкости в масляной системе. О видах, принципе работы, вариантах диагностики, что делать, если ДДМ течет и почему это происходит, вы сможете узнать в этой статье.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Обзор ДДМ

Указатель давления масла является неотъемлемым элементом любого современного мотора. Для начала предлагаем разобраться в том, какие существуют виды, а также каков принцип работы устройства.

Виды

На сегодняшний день автомобильные ДДМ могут быть двух видов:

1. Электронный указатель давления масла, который также часто называется аварийным. Это устройство может функционировать в нескольких режимах — либо режим «да», либо «нет». По сути, датчик аварийного давления масла не позволяет выдавать точные показатели о функционировании системы. Такое устройство может только сообщить водителю о том, что в силовом агрегате полностью пропало давление рабочей жидкости. Устройство, которое стоит в моторе, предупреждает автомобилиста благодаря контрольной лампе — если она загорелась на панели приборов, то этот элемент схемы необходимо поменять либо проверить работоспособность системы.
2. Механический указатель давления масла. Такое устройство, в отличие от электронного аналога, при подключении позволяет точно определить уровень давления жидкости. Оповещение водителя осуществляется с помощью контрольной лампы, а также шкалы, которая стоит на приборной панели.

Механический датчик в демонтированном виде

В зависимости от транспортного средства, может применяться сразу два вида регуляторов. Благодаря этому у водителя есть возможность контроля точного уровня параметра в системе, а также немедленного реагирования в случае появления проблемы.

Принцип работы электронного и механического датчиков давления масла

Принцип работы датчика давления масла зависит от его типа, поэтому рассмотрим каждый процесс по отдельности. К примеру, выносной электронный ДДМ по своей конструкции более простой, в отличие от механического, соответственно, вероятность того, что цифровой регулятор выйдет из строя, очень низка. Основным предназначением цифрового ДДМ является проверка давления, а также передача на контрольный щиток, расположенный в салоне авто информации о том, что давление пропало.

По своей конструкции, цифровой ДДМ, который находится в двигателе, состоит из таких компонентов:

• корпус;
• мембрана;
• контакты;
• а также устройство толкателя.

Электронный регулятор в снятом виде

Цифровой датчик давления масла должен быть подключен к бортовой сети авто. В частности, речь идет об участке цепи, где также находится аварийный индикатор. Когда цифровой ДДМ не работает, то есть двигатель отключен, его мембрана выпрямлена, устройство толкателя задвинуто в исходную позицию, а сами контакты замкнуты. Если в таком состоянии вы решите осуществить подключение цифрового ДДМ, то расположенный на участке цепи индикатор аварийного давления начнет функционировать — он горит, мигает и моргает.

Соответственно, когда мотор начинает работу, при запуске агрегата, лампочка горит всегда в самом начале. При пуске ДВС в системе появляется давление рабочей жидкости, которое, в свою очередь, начинает воздействовать на мембрану. Этот элемент начинает взаимодействие с устройством толкателя, которое размыкает контакты. В том случае, если параметр начинает снижаться, контакты цифрового ДДМ опять замкнутся — в этот момент на панели приборов горит, мигает или моргает аварийная лампа. Следует отметить, что если само устройство ломается, то лампа мигает, моргает или просто горит.

Что касается двухконтактного аналогового механического устройства, то такой девайс имеет более сложную конструкцию. Механический датчик давления масла, кроме мембраны, корпуса и устройства толкателя, в своей конструкции также имеет ползунок и нихромовую обмотку. Помимо этого, двухконтактный аналоговый механический датчик давления масла также имеет в своей конструкции несколько компонентов. Необходимо учитывать, что при выходе из строя данных компонентов или их некорректной работе регулятор будет демонстрировать неверную информацию на приборной панели авто либо вовсе выйдет из строя.

Конструкция датчика давления моторной жидкости

Что касается принципа работы двухконтактного или любого другого механического устройства, то он также немного другой. Данные на стрелочный указатель поступают в зависимости от того, в каком положении находится ползунок на пластине с нихромовой обмоткой. В том случае, если моторная жидкость будет воздействовать на мембрану под давлением, она начинает приводить в действие устройство толкателя. В конечном итоге данные от этого компонента передаются на узел изменения уровня сопротивления, а непосредственно данные о давлении переходят на стрелочный индикатор на контрольном щитке.

Руководство по проверке ДДМ

Как правильно проверить датчик давления масла? Варианты диагностики различаются в зависимости от типа регулятора.

Диагностика электронного датчика

Чтобы произвести диагностику электронного ДДМ двигателя, вам понадобится мультиметр, а также насос, при этом желательно, чтобы насос был оборудован манометром. Перед тем, как приступить к диагностике, необходимо демонтировать ДДМ с автомобиля, после чего активировать мультиметр в режим проверки электропроводки на обрыв. ДДМ двигателя нужно соединить с насосом, а также подключить к нему мультиметр. Использование манометра в данном случае очень важно, поскольку с его помощью вы сможете регулировать параметр давления и не дать лишнего, в противном случае регулятор может просто сломаться (автор видео — СамоделTV).

Итак, подключив насос с манометром и мультиметр к регулятору, необходимо убедиться в том, что на шкале прибора стрелка находится на нуле. После этих действий нужно подать минимальное давление от самого насоса, в итоге, если ДДМ двигателя является рабочим, его мембрана согнется и начнет двигать толкатель. Соответственно, в результате цепь должна разомкнуться, что поспособствует к отклонению стрелки на приборе, а именно — в сторону бесконечности. Для того, чтобы не сомневаться в работоспособности регулятора, можно попробовать дать максимальное давление (вернее, максимально приближенное к этому показателю).

Диагностика механического ДДМ

Что касается диагностики механического регулятора, то в целом эта процедура схожа с вышеописанной, однако здесь есть некоторые различия. В первую очередь, для получения более точных результатов, вам понадобится насос, также оборудованный манометром и резиновый шланг (небольшой). Чтобы произвести проверку, ДДМ необходимо демонтировать с мотора вместе со стрелочной шкалой. Необходимо установить и поставить насос к регулятору таким образом, чтобы место соединения было наиболее герметичным. В том случае, если вы уверены в том, что в результате установки соединение элементов герметичное, можно приступать к проверке (автор видео — Кирилл Збруенко).

Суть диагностики заключается в подаче воздуха насосом через ДДМ, при этом параметр давления, которое должно быть разным, нужно контролировать по манометру. Когда подается максимальный и минимальный параметры, полученные показатели необходимо записать, при этом фиксируя уровень сопротивления. После того, когда будут зафиксированы несколько показателей, их необходимо сравнить с таблицей, в которой указаны оптимальные значения. Эти значения указаны в сервисном мануале, писать о них мы не будем, поскольку они различаются в зависимости от модели транспортного средства.

Замена датчика своими руками

Почему производится замена датчика давления масла?

Причин этому может быть несколько:

1. Регулятор течет. Неважно, на холостых оборотах или при движении, часто водители сталкиваются с проблемой, когда устройство течет. При этом неважно, горит лампа на контрольном щитке или нет, когда ДДМ течет. В любом случае, если регулятор течет, это говорит о плохом соединении.
2. На приборной панели горит лампа. При этом диагностика силового агрегата показала, что она работает в норме.

Почему необходимо менять ДДМ, разобрались, теперь рассмотрим вопрос, как осуществляется замена датчика давления масла.

Процесс рассмотрен на примере автомобиля ВАЗ 2109:

1. В первую очередь, осуществляется демонтаж устройства. От ДДМ необходимо отсоединить подводящий к нему провод с защитным чехлом.
2. После этого, используя гаечный ключ, необходимо полностью выкрутить ДДМ. После откручивания регулятор извлекается из посадочного места.
3. Теперь установка. Берется новый ДДМ, его нужно поставить в посадочное гнездо.
4. Регулятор после установки необходимо закрутить максимально до упора, для этого используется гаечный ключ.
5. Когда вам удалось поставить и максимально закрутить ДДМ, подключите к нему отсоединенный кабель вместе с чехлом.

1. Отсоедините провод с чехлом. 2. Выкрутите регулятор и замените на новый.

Приобретая ДДМ в магазине, необходимо обращать внимание на его маркировку. Если в маркировке заменяемых устройств будут различия, то новое устройство может работать некорректно.

Видео «Производим замену датчика своими руками»

Как осуществляется процесс замены датчика — смотрите на видео (автор видео — Авто_Ремонт).

 Загрузка …

avtozam.com

описание и устройство, принцип работы, классификация

В современной промышленности различной направленности широко применяются датчики измерения давления. Служат они для максимально точного измерения показаний в разных средах и дальнейшего получения данных в электрической или цифровой форме. Основные датчики делятся на оптические, резистивные, магнитные, пьезоэлектрические, ёмкостные, ртутные пьезорезонансные

.

Устройство датчика

У этого прибора параметры могут изменяться в зависимости от изменения параметров в измеряемой среде, например, жидкости, газа, или пара. В датчике, характеристики измеряемой среды преобразуется в унифицированный код для вывода показателей на указательный прибор.

Датчик состоит из первичного преобразователя, который включает в себя чувствительный элемент — получатель давления, схемы второстепенной обработки сигнала, и различные части корпуса. В некоторых случаях оборудуется деталями герметизации для условий работы во влажных и агрессивных средах.

Классификация приборов по принципу действия

От принципа действия или метода, используемого при преобразовании входного сигнала в электрический выходной, датчики измерения классифицируют:

• Тензометрический метод. Чувствительные детали производят измерение сопротивления при воздействии на тензорезистор, прикреплённый к упругому элементу, который при воздействии давления деформируется.
• Пьезорезистивный метод. Работает на основе интегральных чувствительных деталей из кремния. Преобразователи из кремния обладают высокой чувствительностью благодаря возможности изменения сопротивления полупроводника. Для измерения характеристик в неагрессивных средах используется Low cost — метод исполнения оборудования, когда чувствительный элемент не оборудован какими-либо степенями защиты. В случае работы в среде где, возможно, оказания на датчик агрессивного вещества, чувствительный элемент оборудуется герметичным корпусом с разделяющей диафрагмой из стали, которая передаёт давление посредством кремниевой жидкости.
• Ёмкостный метод. Главной частью датчика, работающего по такому методу является ёмкостная ячейка. Её работа заключается в изменении электрической ёмкости между укладкой конденсатора и измерительной мембраны в зависимости. Главным плюсом можно отметить защиту от деформации, при отсутствии давления мембрана восстанавливает свою форму, при этом калибровка такого датчика не требуется. А также высокая стабильность характеристик обусловлена малым влиянием погрешности температуры за счёт небольшого объёма жидкости, которая заполняет внутренний объем ячейки.
• Резонансный метод. За основу работы по такому принципу взято изменение частоты резонансы колеблющегося элемента при его деформации. Из недостатков можно выделить большое время отклика, и невозможность работы в агрессивных средах без потери измерительной точности.
• Индуктивный метод. Основывается на регистрации вихревых оков. Измерительный элемент состоит из двух изолированных катушек металлическим экраном. Преобразователь проводит измерение смещения мембраны при отсутствии фактического контакта между двумя поверхностями. Электрический ток генерируется в катушках таким образом, что заряд и разряд катушки происходит на равных отрезках временного промежутка. При изменении положения мембраны создаётся ток в зафиксированной катушке, после чего следует изменение индуктивности системы. Смещение данных основной катушки даёт возможность о преобразовании данных в стандартный сигнал, который по своим параметрам пропорционален оказанному давлению.
• Ионизационный метод. Работает по принципу регистрации поток ионизированных частиц, как ламповый диод. Лампа оборудуется двумя электродами, катодом, анодом, и нагревателем в некоторых случаях. Преимуществом является возможность регистрировать данные в средах с низким давлением, в том числе и вакуума, но при атмосферном давлении такое оборудование эксплуатировать нельзя.
• Пьезоэлектрический метод. Задумка основывается на основе пьезоэлектрического эффекта, в котором пьезоэлемент создаёт электрический сигнал, пропорционально воздействию измеряемой среды на него. Используется для измерения постоянно изменяющихся акустических и импульсных сред. Обладает широким диапазоном динамического и частного измерения данных. Обладает небольшой массой, габаритами и высокой надёжностью при эксплуатации в тяжёлых условиях.

Виды датчиков

Ёмкостный. Обладает самой простой конструкцией, которая включает в себя два плоских электрода с зазором между ними. Один из них выполнен в виде мембраны на которую, оказывается влияние измеряемой среды, в результате чего изменяется зазор между электродами. По сути, этот тип похож на конденсатор с изменяемым зазором. Такой датчик в силах зафиксировать даже маленькое изменение показаний.

Пьезоэлектрический. Основным конструктивным элементом является пьезоэлемент, материал который выводит сигнал при оказании на него измеряемых характеристик. Находится он в измеряемой среде, и выделяет ток в зависимости от величины изменения давления. Но по причине того, что этот элемент изменяет свои выводимые данные только при изменении среды, то при постоянных параметрах он никакие данные показывать не будет, и пригоден для работы только в среде где давление периодически изменяется.

Оптический.

Устройство работы таких датчиков может заключаться на основе двух принципов работы:

• Волоконно-оптическом. Является наиболее точным и работа по измерению не зависит от изменения температурного режима. Основной частью для измерения приходится оптический волновод. О величине измерения давления у такого рода приборах делают заключение по изменению амплитуды и полярности проходящего света через чувствительную часть.
• Оптоэлектронном. Состоит из многослойной прозрачной структуры, чрез которую проходит свет. При этом один из этих слоёв может изменять показатель преломления и толщину слоя в зависимости от оказываемого давления.

На иллюстрации ниже схематично изображены оба метода работы. Рисунок, А — изменение преломления, рисунок Б — изменение слоя в толщине.

Ртутный.

Элементарный и технически простой датчик. Работает на основе двух сообщающихся сосудов, на один из который, оказывается давление, а на второй аналоговым способом выводятся данные, и определяется по параллельно совмещённой измерительной шкале.

Магнитный.

Работает на основе индуктивного метода. Чувствительная часть заключается в Е-образной планке, посередине которой расположена катушка, и чувствительная мембрана, по ней передаются измеряемые параметры. Располагается мембрана около пластины, на небольшом расстоянии от края. Катушка при включении, создаёт магнитный поток, который в свою очередь, следует через планку, зазор и мембрану. Проницаемость магнитного зазора в несколько сотен раз меньше проницаемости планки и мембраны, поэтому изменение индуктивности происходит даже при небольшом изменении величины зазора.

Пьезорезонансный.

Работает на основе пьезоэффекта, но с одним отличием — в этом случае используется обратный эффект пьезоэлемента, основанный на изменение формы материала в зависимости от поступающего тока. В этом датчике применяется резонатор, на котором расположены два электрода по разные стороны, на них попеременно подаётся ток разной полярности, и вследствие этого пластина выгибается в различные стороны с учётом поступаемой частоты.

Отличие от манометра

Главным отличие такого рода датчиков, от манометра — то что это прибор, предназначающийся для измерения характеристик без его преобразования. В манометре от измеряемых характеристик зависит показание прибора, которые выводятся на его аналоговый прибор или дисплей.

220v.guru