2.4. Електричні прилади для вимірювання тиску
Електричні прилади для вимірювання тиску сьогодні набувають найбільшого поширення для вимірювання і дистанційного передавання значення тиску. Первинним елементом таких приладів є так званий датчик тиску – пристрій для сприйняття величини тиску та перетворення його у відповідний електричний сигнал. Вихідним сигналом є, як правило, стандартний сигнал постійного струму в діапазоні 0...5 мА або 0...20 мА, або ж частотний сигнал.
Основні переваги електричних приладів: компактність датчика тиску; висока стабільність параметрів: температурна, часова, при циклічних навантаженнях; незначна температурна залежність; широкий вибір нормованих електричних виходів, а також роз’ємів для підведення тиску; довговічність та ін.
Д
ля
прикладу на рис. 11 показано датчики
тиску DMP 331i (для малих тисків) і DMP 333i
(для високих тисків), які знаходять
широке застосування практично у всіх
галузях промисловості.
Рис. 11. Датчики тиску DMP
Датчики підходять як для статичного, так і для динамічного вимірювання тиску і застосовуються для всіх середовищ тиску, сумісних з неіржавіючою сталлю. Основним елементом датчиків DMP 331і і DMP 333і є датчики тиску DSP 401 і DSP 404, які конструктивно виконуються в балоні з неіржавіючої сталі з привареною мембраною, що відокремлена наповнювачем з інертної оливи. При дії тиску напівпровідниковий датчик DSP 401 дає вихідний сигнал приблизно 100 мВ (DSP404 –200 мВ). Даний сигнал обробляється цифровим способом (16-бітним АD перетворенням) за допомогою мікропроцесора. Обробка забезпечує корекцію температурної залежності сенсора й електроніки з високою точністю. Виправлений сигнал обробляється АD перетворювачем на стандартний вихідний сигнал. Крім аналогового вихідного сигналу є можливість виходу типу RS.
Іншим прикладом є кремнієві датчики тиску типу ІПТ, які придатні для вимірювання абсолютного або надлишкового тиску рідин і газів. Датчики мають 12 діапазонів вимірювання тиску (від 0–1 кПа до 0-1500 кПа), лінійну вихідну характеристику, високу стабільність параметрів: температурну, часову та при циклічних навантаженнях. Важливою перевагою є мініатюрний корпус (151518 мм) та мала маса приладу – 2 г.
В датчиках даного типу використано єдиний чотирьохконтактний тензоерс-елемент, вихідний електричний сигнал якого є пропорційним до деформації мембрани під дією тиску середовища. Тензоерс-елемент інтегрований зі схемою балансу початкового сигналу при відсутності надлишкового тиску. Компенсація температурної залежності тензочутливості здійснюється з допомогою зовнішнього резистора. Номінальний вихідний сигнал датчика – (50 10) мВ при напрузі живлення 6 або 9 В. Гістерезис по тиску та коефіцієнт нелінійності навантажувальної характеристики не перевищують 0,1% від величини сигналу при номінальному тиску (СНТ). В діапазоні температур від 243 до 373 К похибка вимірювання тиску не перевищує 1% СНТ, а зміна початкового сигналу – не більше 0,2% СНТ.