Емкостные преобразователи давления. Конструкция и принцип действия.

Емкостные преобразователи давления. Конструкция и принцип действия.

При создании сложных комплексов в настоящее время широко используются датчики давления. Конструкция датчика давления состоит из первичного преобразователя, в состав которого входят чувствительный элемент и приемник давления, схемы вторичной обработки сигнала, корпусные детали, устройство вывода и определяется диапазоном измеряемых давлений, а также способом преобразования перемещения или деформации чувствительного элемента в электрический сигнал. Основным отличием одних приборов от других является точность регистрации давления, которая зависит от принципа преобразования измеряемого давления в электрический сигнал.

Известные емкостные датчики давления используют метод, где упругая металлическая мембрана керамического или кремниевого емкостного первичного преобразователя давления деформируется и вызывает изменение расстояния между обкладками, либо изменение площади перекрытия обкладок, а следовательно происходит изменение емкости конденсатора. Достоинствами чувствительного емкостного элемента являются простота конструкции, высокая точность и временная стабильность, возможность измерять низкие давления и слабый вакуум. К недостаткам можно отнести нелинейную зависимость емкости от приложенного давления.

Принцип действия емкостных датчиков давления основывается на использовании функциональной зависимости электрической емкости конденсатора С от площади S его электродов, зазора d₀ или диэлектрической проницаемости ɛ ₀ среды между электродами:

В практике измерения давления наибольшее значение и распространение получили емкостные преобразователи давления, использующие функциональную зависимость емкости от зазора между электродами C (d₀) при обеспечении одновременно минимально

возможной зависимости С (ɛ ) и С(S).

Влияние на функцию преобразования емкостного чувствительного элемента изменения диэлектрической проницаемости сухого воздуха в диапазоне температур от 0 до

100 °С.

Для защиты емкостного чувствительного элемента датчика от воздействия агрессивной среды давление внутрь передается при помощи разделительных мембран, а опорные поверхности корпуса емкостных чувствительных элементов выполнены по профилю этих мембран. Внутренняя полость между мембранами заполняется жидким диэлектриком. Это решение используется с целью исключения выхода из строя преобразователя при избыточных импульсных давлениях, возникающих в измеряемых средах, поскольку разделительные мембраны, защищающие рабочую мембрану от агрессивных сред, изготавливаются очень тонкими с тем, чтобы их жесткость была много меньше жесткости рабочей мембраны.

 

Применение потенциометрических преобразователей перемещения в САУ.

Датчиком называется конструктивно обособленный первичный измерительный преобразователь, от которого поступают сигналы измерительной информации.Основной частью датчика является чувствительный элемент, который можно определить как часть измерительного преобразователя в измерительной цепи, воспринимающая входную величину Датчики относятся к основным элементам САУ и предназначаются для измерения различных физических величин. Чувствительный элемент датчика реагирует на отклонение управляемой переменой от закона управления и преобразует это отклонение к виду, удобному для дальнейшего использования в процессе управления.

Наиболее массовыми элементами, используемыми для измерения деформации, силы, давления, потока являются резистивные и полупроводниковые тензометрические датчики, а также пьезоэлектрические преобразователи.

В системах автоматики для преобразования частоты вращения, в электрический сигнал широко применяются информационные электрические машины и, частности, измерительные тахогенераторы.

Если нужно получить сигнал в системах регулирования или стабилизации частоты вращения вала автоматизированного объекта - такие тахогенераторы называют корректирующими.

 

Схемы включения индуктивных преобразователей перемещения.

Смотри вопросы 74-75.

 

Емкостные преобразователи давления. Конструкция и принцип действия.

При создании сложных комплексов в настоящее время широко используются датчики давления. Конструкция датчика давления состоит из первичного преобразователя, в состав которого входят чувствительный элемент и приемник давления, схемы вторичной обработки сигнала, корпусные детали, устройство вывода и определяется диапазоном измеряемых давлений, а также способом преобразования перемещения или деформации чувствительного элемента в электрический сигнал. Основным отличием одних приборов от других является точность регистрации давления, которая зависит от принципа преобразования измеряемого давления в электрический сигнал.

Известные емкостные датчики давления используют метод, где упругая металлическая мембрана керамического или кремниевого емкостного первичного преобразователя давления деформируется и вызывает изменение расстояния между обкладками, либо изменение площади перекрытия обкладок, а следовательно происходит изменение емкости конденсатора. Достоинствами чувствительного емкостного элемента являются простота конструкции, высокая точность и временная стабильность, возможность измерять низкие давления и слабый вакуум. К недостаткам можно отнести нелинейную зависимость емкости от приложенного давления.

Принцип действия емкостных датчиков давления основывается на использовании функциональной зависимости электрической емкости конденсатора С от площади S его электродов, зазора d₀ или диэлектрической проницаемости ɛ ₀ среды между электродами:

В практике измерения давления наибольшее значение и распространение получили емкостные преобразователи давления, использующие функциональную зависимость емкости от зазора между электродами C (d₀) при обеспечении одновременно минимально

возможной зависимости С (ɛ ) и С(S).

Влияние на функцию преобразования емкостного чувствительного элемента изменения диэлектрической проницаемости сухого воздуха в диапазоне температур от 0 до

100 °С.

Для защиты емкостного чувствительного элемента датчика от воздействия агрессивной среды давление внутрь передается при помощи разделительных мембран, а опорные поверхности корпуса емкостных чувствительных элементов выполнены по профилю этих мембран. Внутренняя полость между мембранами заполняется жидким диэлектриком. Это решение используется с целью исключения выхода из строя преобразователя при избыточных импульсных давлениях, возникающих в измеряемых средах, поскольку разделительные мембраны, защищающие рабочую мембрану от агрессивных сред, изготавливаются очень тонкими с тем, чтобы их жесткость была много меньше жесткости рабочей мембраны.

 

12345Следующая ⇒

Поделиться: