Датчики давления и приборы на их основе

В программу курса входит изучение основных датчиков давления и приборов на их основе для измерения давления.

Аналогично датчикам для измерения температуры также частично в теме 13 уже рассмотрены приборы-датчики для измерения давления в летательных аппаратах.

Общий обзор основных датчиков давления

В отличие от датчиков температуры, классификация датчиков давления имеет наиболее разнообразную специфику, обусловленную их очень широким применением во всех отраслях народного хозяйства: энергетике, газовой, нефтяной, пищевой, аэрокосмической, авиационной, метеорологической, бытовой и т. д.

Во-первых, классифицируются датчики по виду регистрации самого давления: абсолютное (относительно абсолютного вакуума), избыточное (относительно атмосферного), дифференциальное (разность давлений в двух точках, т. е. перепад давления), давление разряжения (ниже атмосферного — вакуумметрическое или иногда вакуумное).

Во-вторых, очень обширная классификация по физическому эффекту, заложенному в основу работы датчика, т. е. его принципу действия:

  • 1) пьезорезистивные — эффект изменения электрического сопротивления полупроводникового материала под воздействием механической нагрузки;
  • 2) пьезоэлектрические — пьезоэффект, т. е. способность некоторых кристаллов вещества, например кварца или керамики, генерировать электрическое поле или создавать разность потенциалов пропорционально силе давления (сжатия);
  • 3) тензометрические — тензоэффект, т. е. изменение электрического сопротивления тензорезистора при его деформации под воздействием механической нагрузки;
  • 4) емкостные — эффект зависимости емкости конденсатора от расстояния между его обкладками, вызванной деформацией металлической мембраны, являющейся одной из упомянутых обкладок;
  • 5) резонансные — эффект зависимости частоты собственных колебаний, например, кварцевого резонатора от давления;
  • 6) индуктивные (магнитные) — эффект регистрации токов Фуко в металлическом экране, расположенном между двумя катушками, одна из которых связана с измерительной мембраной, — при ее приближении или удалении от экрана под действием давления изменяется индуктивность системы (существуют и другие аналогичные конструкции);
  • 7) ионизационные — эффект зависимости плотности потока ионов от разряжения в катодно-анодной лампе;
  • 8) ртутные — эффект сообщающихся сосудов, на один из которых давит изме-ряемое давление, которое определяется по высоте ртутного столба другого сосуда;
  • 9) волоконно-оптические — эффект поляризации света и колебаний его амплитуды в оптоволокне под воздействием давления;
  • 10) оптоэлектронные — эффект изменения показателя преломления или толщины одного из тонких слоев многослойной прозрачной структуры в зависимости от давления среды.

Однако даже эта классификация не является исчерпывающей. Обзор датчиков давления может быть относительно исчерпывающим на основе широко используемых в настоящее время методов измерения давления, включающих в себя визуальный замер высоты жидкости с известной плотностью в трубке, методы упругой деформации и электрические методы. В этом соответствии можно распределить и датчики, разнообразие которых в известной литературе разделено на несколько категорий, а именно: упругие датчики, электрические преобразователи, датчики дифференциального давления и датчики давления вакуума[1].

  • [1] Классификация датчиков давления [Электронный ресурс]. иКЬ: Ьирз://кір. spb.ru/info/klassifikaciya-datchikov-davleniya (дата обращения: 06.12.2021); Классификация датчиков давления по принципу действия [Электронный ресурс]. иИЬ: https://www.maxplant.ru/article/pressure_sensor.php (дата обращения: 06.12.2021).
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >