Что такое тензометрический датчик давления?

Что такое тензометрический датчик давления?

АТензометрический датчик давления Это высоконадежное устройство, преобразующее механическую деформацию в электрический сигнал для измерения давления. Оно относится к категории пьезорезистивных датчиков и широко используется в различных отраслях промышленности благодаря своей долговечности, высокой точности и устойчивости к ударам и вибрации.

Компания ZINACA, специализирующаяся на промышленной автоматизации и контрольно-измерительных приборах, предлагает всесторонний анализ принципов работы тензометрических датчиков и различий между их основными конструктивными типами.

Принцип работы: пьезорезистивный эффект и баланс сил.

Принцип работы тензометрического датчика давления основан на двухступенчатом физическом преобразовании: механической деформации и изменении сопротивления.

• Деформация: Когда давление из закрытого контейнера или системы воздействует на упругий элемент (например, трубу, диафрагму или цилиндр), элемент претерпевает незначительное изменение размеров, известное как деформация.

• Изменение сопротивления: Тонкие металлические проводники, называемые тензодатчиками, надежно прикреплены к этому упругому элементу. Когда элемент расширяется или сжимается под давлением, тензодатчики растягиваются или сжимаются вместе с ним.

• Выходной сигнал: Изменение физических размеров тензодатчика изменяет его электрическое сопротивление. Интегрируя эти тензодатчики в схему моста Уитстона, изменение сопротивления преобразуется в пропорциональный сигнал напряжения, который затем усиливается до стандартного промышленного выходного сигнала (например, 4-20 мА).

Два основных конструктивных типа тензометрических датчиков

В зависимости от диапазона измерений и требований к применению, тензометрические датчики давления обычно выпускаются в одной из двух конфигураций:

Плоские трубчатые датчики давления (для измерения низкого давления)

• Конструкция: В данной конструкции используется сплющенная эластичная трубка, зажатая с обоих концов. Один конец остается открытым для восприятия технологического давления, а другой герметизирован. К трубке стратегически прикреплены два тензодатчика — один на верхней поверхности, другой на нижней.

• Принцип работы: Когда технологическое давление поступает в открытый конец трубки, трубка под действием внутренних сил стремится скруглиться, изменяя свои поперечные размеры. Прикрепленные тензометрические датчики испытывают эту деформацию, изменяя свое сопротивление прямо пропорционально приложенному давлению.

Цилиндрические датчики давления (для измерения среднего и высокого давления)

Конструкция: Этот тип представляет собой прочную цилиндрическую трубу с открытым резьбовым нижним концом для подключения к технологическому процессу и герметичным верхом, закрытым крышкой. В середине имеется шестигранное сечение для облегчения затяжки гаечным ключом во время монтажа.

Размещение тензодатчиков: Два активных тензодатчика установлены по внешнему периферийному краю цилиндрической трубки в месте, где происходит деформация под давлением. Кроме того, два температурно-компенсирующих тензодатчика размещены на крышке (недеформированной области).

Принцип работы: Высокое давление поступает в открытое основание цилиндра, вызывая небольшое расширение стенок трубки. Активные датчики растягиваются, изменяя свое сопротивление. Компенсационные датчики на крышке не испытывают деформации от давления, но находятся под воздействием той же температуры окружающей среды, что позволяет системе компенсировать любой температурный дрейф и поддерживать высокую точность.

Ключевые технические преимущества

Температурная компенсация: Благодаря использованию пассивных датчиков в ненапряженных зонах, преобразователь автоматически корректирует погрешности измерений, вызванные колебаниями температуры окружающей среды.

Высокая перегрузочная способность: расположенные под ними металлические конструкции (цилиндры или трубы) способны выдерживать огромные скачки давления без катастрофических разрушений.

Линейный выходной сигнал: Механическая деформация высококачественных элементов из пружинной стали или нержавеющей стали остается строго линейной в пределах их упругости, что обеспечивает простую калибровку и точные данные.

Справочник по промышленному применению

Плоские трубки: идеально подходят для контроля низкого давления газа, систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также для регулирования давления в вентиляционных каналах.

Цилиндрические типы: Широко используются в гидравлических системах высокого давления, при добыче нефти и газа, в аэрокосмических испытаниях и в оборудовании для литья под давлением.

Компания Tianjin ZINACA Intelligent Equipment Co., Ltd. производит современные тензометрические датчики давления, изготовленные из высококачественной нержавеющей стали и специальных сплавов. Наши датчики сочетают в себе лазерную сварку изолирующих диафрагм с высокоточной технологией моста Уитстона, обеспечивая точность измерения на миллиметровом уровне даже в условиях сильной вибрации и циклических нагрузок.

Чтобы ознакомиться с полным каталогом наших приборов для измерения давления, уровня и расхода, посетите наш официальный сайт www.zinacainstruments.com или обратитесь в нашу службу технической поддержки за индивидуальными решениями.