Sot, në industri nuk përdoren barometra me merkur, por sensorë mjaft modernë dhe të besueshëm. Parimi i funksionimit të tyre ndryshon në varësi të karakteristikave të projektimit. Të gjithë kanë avantazhe dhe disavantazhe të caktuara. Falë zhvillimit të elektronikës, është e mundur të realizohen sensorë për matjen e presionit në elementët gjysmëpërçues.
Çfarë janë sensorët elektronikë?
Sensorët elektronikë të presionit për ujin ose çdo lëng tjetër janë pajisje që ju lejojnë të matni parametrat dhe t'i përpunoni ato me njësi të posaçme kontrolli dhe ekrani. Një sensor presioni është një pajisje, parametrat e daljes së së cilës varen drejtpërdrejt nga presioni në vendin e matur (rezervuari, tubat, etj.). Për më tepër, ato mund të përdoren për të matur çdo substancë në gjendje të ndryshme agregate - të lëngshme, avullore, të gazta.
Nevoja për të tillapajisjet shkaktohen nga fakti se pothuajse e gjithë industria është ndërtuar mbi sistemet e kontrollit automatik. Një person kryen vetëm konfigurimin, kalibrimin, mirëmbajtjen dhe fillimin (ndalimin). Çdo sistem funksionon automatikisht. Por pajisje të tilla përdoren shpesh edhe në mjekësi.
Veçoritë e dizajnit të elementit
Çdo sensor përbëhet nga një element i ndjeshëm - është me ndihmën e tij që efekti në konvertues transmetohet. Gjithashtu në dizajn ka një qark për përpunimin e sinjalit dhe një strehim. Llojet e mëposhtme të sensorëve të presionit mund të dallohen:
- Piezoelektrik.
- Rezistues.
- Kapacitive.
- Piezo rezonant.
- Magnetike (induktiv).
- Optoelektronike.
Dhe tani le të shohim më në detaje çdo lloj pajisjeje.
Elementet rezistente
Këto janë pajisje në të cilat elementi ndijues ndryshon rezistencën e tij nën ndikimin e një ngarkese. Një matës tendosje është instaluar në membranën e ndjeshme. Membrana përkulet nën presion, matësit e tendosjes gjithashtu fillojnë të lëvizin. Në të njëjtën kohë, rezistenca e tyre ndryshon. Si rezultat, ka një ndryshim në fuqinë aktuale në qarkun e konvertuesit.
Kur shtrihen elementët e matësve të sforcimit, gjatësia rritet dhe sipërfaqja e prerjes tërthore zvogëlohet. Rezultati është një rritje e rezistencës. Procesi i kundërt vërehet kur elementët janë të ngjeshur. Natyrisht, rezistenca ndryshon me të mijtët e ohmit, kështu që për ta kapur këtë, ju duhetvendos amplifikatorë të veçantë në gjysmëpërçuesit.
Sensorë piezoelektrikë
Elementi piezoelektrik është baza e dizajnit të pajisjes. Kur ndodh deformimi, elementi piezo fillon të gjenerojë një sinjal të caktuar. Elementi është i instaluar në mjedisin, presioni i të cilit duhet të matet. Gjatë funksionimit, rryma në qark do të jetë drejtpërdrejt proporcionale me ndryshimin e presionit.
Pajisje të tilla kanë një veçori - ato nuk ju lejojnë të gjurmoni presionin nëse është konstant. Prandaj, përdoret ekskluzivisht në rastin kur presioni ndryshon vazhdimisht. Në një vlerë konstante të vlerës së matur, gjenerimi i një impulsi elektrik nuk do të kryhet.
Elementë rezonantë piezo
Këta elementë funksionojnë pak më ndryshe. Kur aplikohet tension, elementi piezoelektrik deformohet. Sa më i lartë të jetë stresi, aq më i madh është deformimi. Baza e pajisjes është një pllakë rezonatore e bërë nga materiali piezoelektrik. Ka elektroda në të dy anët. Sapo u aplikohet tension, materiali fillon të dridhet. Në këtë rast, pllaka është e përkulur në një drejtim ose në tjetrin. Shpejtësia e dridhjes varet nga frekuenca e rrymës që aplikohet në elektroda.
Por nëse një forcë nga jashtë vepron në pllakë, atëherë do të ketë një ndryshim në frekuencën e lëkundjes së pllakës. Sensori elektronik i presionit të ajrit i përdorur në automobila funksionon në këtë parim. Kjo ju lejon të vlerësoni presionin absolut të ajrit të furnizuar në sistemin e karburantit të automjetit.
Pajisje kapacitive
Këto pajisje janë më të njohurat,duke qenë se kanë një dizajn të thjeshtë, funksionojnë në mënyrë të qëndrueshme dhe janë modeste në mirëmbajtje. Dizajni përbëhet nga dy elektroda të vendosura në një distancë të caktuar nga njëra-tjetra. Rezulton një lloj kondensatori. Një nga pllakat e saj është një membranë, presioni (i matur) vepron mbi të. Si rezultat, hendeku midis pllakave ndryshon (në proporcion me presionin). Nga kursi juaj i fizikës në shkollë, ju e dini se kapaciteti i një kondensatori varet nga sipërfaqja e pllakave dhe distanca midis tyre.
Kur punoni në një sensor presioni, vetëm distanca midis pllakave ndryshon - kjo është mjaft e mjaftueshme për të matur parametrat. Sensorët elektronikë të presionit të vajit janë ndërtuar pikërisht sipas kësaj skeme. Përparësitë e këtij lloji të strukturave janë të dukshme - ato mund të funksionojnë në çdo mjedis, madje edhe në ato agresive. Ato nuk ndikohen nga ndryshimet e mëdha të temperaturës, valët elektromagnetike.
Sensorë induktiv
Parimi i funksionimit është në distancë i ngjashëm me ato kapacitive të diskutuara më sipër. Një membranë përcjellëse e ndjeshme ndaj presionit është instaluar në një distancë të caktuar nga qarku magnetik në formën e shkronjës Ш (një induktor është mbështjellë rreth tij).
Kur aplikohet tension në spirale, krijohet një fluks magnetik. Ai kalon si përgjatë bërthamës ashtu edhe përmes hendekut, membranës përçuese. Rrjedha mbyllet dhe meqenëse hendeku ka një përshkueshmëri rreth 1000 herë më pak se ajo e bërthamës, edhe një ndryshim i vogël në të çon në luhatje proporcionale në vlerat e induktivitetit.
Optoelektronikesensorë
Ata thjesht zbulojnë presionin, kanë rezolucion të lartë. Kanë ndjeshmëri të lartë dhe qëndrueshmëri termike. Ata punojnë në bazë të ndërhyrjes së dritës, duke përdorur një interferometër Fabry-Perot për të matur zhvendosjet e vogla. Sensorë të tillë elektronikë të presionit janë jashtëzakonisht të rrallë, por janë mjaft premtues.
Përbërësit kryesorë të pajisjes:
- Kristal dhënës optik.
- Apertura.
- LED.
- Detektor (përbëhet nga tre fotodioda).
Filtra optikë Faby-Perot, të cilët kanë një ndryshim të vogël në trashësi, janë ngjitur në dy fotodioda. Filtrat janë pasqyra silikoni me një sipërfaqe të përparme reflektuese. Ato janë të mbuluara me një shtresë oksidi silikoni, një shtresë e hollë alumini aplikohet në sipërfaqe. Një transduktor optik është shumë i ngjashëm me një sensor presioni kapacitiv.
