Типы входных сигналов, диапазоны и точность измерения температурного преобразователя модели yta70 yokogawa.

Таблица 1.3

2. Устройства для измерения давления

к содержанию

Измерительные элементы давления находят широкое применение в различных областях техники. Это связано в первую очередь с тем, что измерение многих параметров технически наиболее легко можно осуществить с помощью приведения воздействия технологического процесса к воздействию определённой физической силы на измерительный элемент давления. Таким образом, осуществляется, например измерение давления технологической среды; измерение выталкивающей силы буйка (буйковые уровнемеры); измерение давления столба жидкости (гидростатические уровнемеры); измерение разности давлений (расходомеры переменного перепада) и т.д.

Измерительные элементы давления основаны на следующих основных принципах:

• резистивные (тензометрические) измерительные элементы;

• емкостные измерительные элементы;

• пьезоэлектрические измерительные элементы.

Рассмотрим более подробно приведенные выше методы измерения давления.

Резистивные (тензометрические) измерительные элементы

Принцип действия устройств контроля давления с тензорезисторами основан на свойстве металлических проводников изменять своё сопротивление при деформировании. При этом пьезоэлемент испытывает деформации, одинаковые с деформациями детали, на поверхность которой он наклеен. Изменение сопротивления тензоэлемента служит мерой приложенного давления. Температура среды оказывает существенное влияние на показания устройств для измерения давления, в которых используются тензоэлементы. Эффект температурного воздействия на тензоэлемент зависит не только от величины температуры, но и от скорости её изменения. На величину измерительного сигнала влияет жесткость упругого элемента, которая является функцией имеющихся в нем внутренних напряжений.

Тензорезисторы изготавливаются металлическими и полупроводниковыми.

Материалом для металлических тензорезисторов служат константан, манганин, нихром и карма. Здесь они перечислены в порядке возрастания температурного коэффициента удельного сопротивления. По этой причине для прецизионных измерений в большинстве случаев применяется константан, который имеется в продаже в виде материала с особыми свойствами специально для тензометрии (например, по ГОСТ 492 — 52). Применение нихрома рекомендуется прежде всего для диапазона повышенных рабочих температур, в то время как карма (наряду со сплавом 479) применяется преимущественно для чувствительных элементов в виде натянутой проволоки, что обусловлено высоким допустимым напряжением этого материала.

Материалом для полупроводниковых тензорезисторов в настоящее время в основном служит кремний. На рис. №2.1 видно, что в зависимости от удельного сопротивления материала и ориентации значение К (коэффициент тензочувствительности) может достигать 200. Поэтому могут изготовляться датчики силы с большим напряжением сигнала или со средним напряжением сигнала при очень жестком упругом элементе. Кроме того, в зависимости от типа проводимости (р- или n-кремний) К имеет положительный или отрицательный знак. Таким образом получаются принципиально новые эффекты, которые, однако, еще не использовались для разработки более точных датчиков.