Выбирайте пьезорезистивные модели для точных замеров в агрессивных средах. Чувствительный элемент из монокристаллического кремния с диффузионными резисторами реагирует на деформацию изменением сопротивления. Погрешность таких вариантов не превышает 0,1% при температуре до 150°C.
В мембранных конструкциях механическое усилие передается через разделительный барьер из нержавеющей стали или керамики. Толщина чувствительной диафрагмы варьируется от 50 до 200 мкм в зависимости от диапазона измерений. Для жидкостей с высокой вязкостью применяют модели с защитной мембраной и заполняющей жидкостью типа силикона.
Тензометрические версии содержат мостовую цепь из 4 активных элементов. При подаче напряжения 5 В выходной сигнал составляет 2-3 мВ/В на каждый бар. Для компенсации температурных погрешностей в схему встраивают термисторы с отрицательным ТКС.
Как устроен и функционирует преобразователь силы сжатия
Конструкция включает чувствительный элемент, чаще всего мембрану, которая деформируется под воздействием внешней нагрузки. Изменение геометрии фиксируется тензорезисторами, формирующими электрический сигнал, пропорциональный приложенной силе.
Типы чувствительных элементов
Мембранные – изготавливаются из нержавеющей стали или керамики, выдерживают до 1000 бар. Пьезоэлектрические версии применяются для динамических измерений с частотой отклика до 50 кГц.
Ключевые характеристики
Точность промышленных моделей варьируется от 0.1% до 0.5% полной шкалы. Диапазон температурной компенсации: -40°C…+125°C для стандартных исполнений. Выходные сигналы – 4…20 мА или 0…10 В.
Конструкция и взаимодействие компонентов
Основные элементы включают чувствительный модуль, преобразователь, корпус и выходной интерфейс. Чувствительный модуль реагирует на воздействие среды, изменяя свои параметры – например, мембрана из нержавеющей стали деформируется под нагрузкой.
Преобразователь превращает механическое смещение в электрический сигнал. В пьезорезистивных моделях это происходит за счет изменения сопротивления тензодатчиков, в емкостных – из-за колебаний расстояния между пластинами.
Корпус защищает внутренние узлы от влаги, пыли и температурных перепадов. Для агрессивных сред применяют герметичные исполнения с керамическими или титановыми оболочками.
Выходной интерфейс передает данные в стандартных форматах – 4…20 мА, 0…10 В или цифровых протоколах (RS-485, HART). Для точной калибровки используют подстроечные резисторы или ПО.
Взаимосвязь компонентов: деформация мембраны вызывает изменение сигнала в преобразователе, который усиливается и адаптируется под конкретную систему управления через выходные цепи.
Как подобрать оптимальный измеритель для ваших условий
Определите ключевые параметры среды
Для агрессивных сред (кислоты, щелочи) выбирайте корпус из нержавеющей стали AISI 316L или хастеллоя. Если контакт с пищей – требуется сертификация EHEDG или FDA. Для вибрационных нагрузок (насосы, компрессоры) нужны модели с демпфирующими элементами и защитой от 10G.
Точность и диапазон измерений
При контроле технологических процессов (например, в фармацевтике) допустимая погрешность – не более 0,1% от шкалы. Для систем вентиляции достаточно ±1,5%. Взрывозащищенные версии (ATEX, IECEx) обязательны для нефтехимических производств.
Для динамических процессов (гидроудары, пульсации) выбирайте варианты с частотой отклика от 1 кГц. В системах отопления учитывайте температурную компенсацию – рабочий диапазон должен превышать максимальные значения теплоносителя на 20%.
