Дискретный датчик давления: Первичные средства измерения. Аналоговые и дискретные датчики

Первичные средства измерения. Аналоговые и дискретные датчики

Типов и видов датчиков существует огромное множество. Они различаются типом измеряемого параметра, способом измерения, конструкцией, диапазоном измерения, видом выходного сигнала и т.д. Рассмотрим только те типы и виды, которые применяются в инженерных системах зданий.

Во-первых: что такое датчик? Определим это так – устройство, с помощью которого мы измеряем значение какого-либо технологического параметра.
Любой датчик состоит из чувствительного элемента и преобразовательной системы. Иногда сам чувствительный элемент является одновременно и преобразовательной системой. Кроме того, чувствительный элемент всегда непосредственно связан с той средой, параметр которой он измеряет. В теории измерений для него принято название – измерительный преобразователь.

Аналоговые измерительные датчики – это первичные преобразователи.
Такой тип датчиков применяется в системах непрерывного измерения и регулирования. Принцип действия таких датчиков состоит в том, что при изменении параметра происходит соответствующее изменение его выходного сигнала.

Дискретные измерительные датчики – сигнализаторы, реле и т.п.
Такой тип датчиков применяется, когда необходимо отследить конкретное значение измеряемого параметра для каких либо дальнейших действий.
Эти датчики устанавливаются там, где отсутствует необходимость получения всех значений измеряемого параметра, там, где необходимо знать, достиг ли параметр какого-либо конкретного значения. В этом случае измерительная система выдает сигнал только при достижении заданного ограничительного значения.

Датчики (измерительные преобразователи ) температуры.
Физический смысл работы преобразователей температуры (термосопротивлений) основан на изменении сопротивления применяемого в качестве чувствительного элемента металла в зависимости от температуры среды, в которую он погружен. Пропуская через этот элемент электрический ток, мы можем получить зависимость изменения напряжения от температуры. Раньше в качестве такого металла применялась медь. Были медные чувствительные элементы с сопротивлением 50 Ом или 100 Ом при 0ºС. Их недостатком было то, что при значительных длинах проводов, которые соединяли их с вторичными устройствами, сопротивление кабеля было соизмеримо, а то и больше, чем сопротивление самих датчиков. Это, естественно, вносило погрешности в измерения, которые необходимо было компенсировать. Сейчас от этой проблемы ушли, применяя металлы, имеющие 500 Ом или 1000 Ом при 0ºС. Это платина (Pt) и никель (Ni). Поэтому сегодня в инженерных системах чаще всего применяются датчики типа Pt 1000.
В современных системах чаще используются погружные термопреобразователи сопротивления, чувствительный элемент которых непосредственно погружен в измеряемую среду, и накладные, которые измеряют температуру поверхности, предполагая, что она приблизительно равна температуре самой среды. В качестве дискретных датчиков температуры чаще всего применяются манометрические термометры. Это устройства, в которых чувствительным элементом является термобаллон, который соединен капиллярной трубкой с сильфоном. При изменении температуры термобаллона изменяется давление в системе и сильфон перемещает механизм, который заканчивается контактными устройствами. Часто можно услышать название таких датчиков – сигнализаторы температуры или термостаты. Бывают также и
биметаллические датчики.

Датчики (измерительные преобразователи ) давления и перепада давлений.
Датчики давления, как и датчики температуры, бывают аналоговые и дискретные.
Раньше использовались мембранные и сильфонные датчики, принцип действия которых был основан на механическом перемещении (сжатии или расширении) данных чувствительных элементов при изменении давления среды. Далее эти чувствительные элементы имели шток, перемещающийся в магнитном поле и меняющий величину, например, магнитной индукции. Сейчас в качестве чувствительных элементов все чаще применяют тензорезисторы. При сжатии или расширении такого резистора меняется его сопротивление. А дальше, так же, как и в термопреобразователях сопротивления, данный резистор включается в электрическую схему. Дискретные датчики давления рассчитаны на необходимость фиксации конкретного значения давления или перепада давления. Для этого применяются электроконтактные манометры и дифманометры, в качестве чувствительных элементов которых применены трубчатые пружины и мембраны.
Датчики (измерительные преобразователи) влажности.
Датчики влажности

Почти все современные аналоговые датчики влажности имеют емкостной чувствительный элемент. Их принцип работы основан на изменении емкости чувствительного элемента при изменении влажности. Далее этот чувствительный элемент включен в измерительную схему вторичного прибора. Достаточно часто встречаются совмещенные аналоговые датчики влажности и температуры. Таким образом, в точке отбора, где требуется измерение этих двух параметров, устанавливается один прибор вместо двух. Такой датчик имеет два независимых выходных сигнала – один по влажности, другой по температуре.
Дискретные датчики влажности отличаются от аналоговых наличием контактной группы, срабатывающей только при заданном значении. Такие датчики также называют гигростатами.

Датчики (измерительные преобразователи) расхода.
В системах измерения встречаются ультразвуковые, индукционные, вихревые аналоговые расходомеры и термомассовые расходомеры. Дискретные датчики расхода могут быть выполнены в виде крыльчатки, вращающейся в потоке жидкости. С такого датчика сигнал выдается в виде импульса при совершении каждого полного ее оборота. Считая эти импульсы можно организовать учет количества жидкости, прошедшей через прибор за определенное время. Такие датчики могут называться также сигнализаторами расхода.
Сигнализаторы также могут быть выполнены в виде заслонки, установленной поперек потока. Чем больше расход, тем больше давление потока на ее поверхность и больший угол ее отклонения от вертикального положения. При определенном угле отклонения срабатывает контакт и выдается сигнал о наличии расхода. Такие сигнализаторы расхода часто называют реле протока.

Датчики (измерительные преобразователи) уровня жидкости
Аналоговые датчики уровня – это те же датчики дифференциального давления, т. к. любой столб жидкости создает разность давлений между верхним и нижним уровнем.
Дискретные датчики уровня (фактически это датчики наличия жидкости) построены на принципе электропроводности жидкости и состоят из минимум двух электродов, через которые проходит электрический ток. При погружении их в воду образуется замкнутая электрическая цепь. В частности такие системы применяются в дренажных приямках для измерения наличия уровня в них воды.

Датчики (измерительные преобразователи) качества воздуха.
В системах вентиляции и кондиционирования воздуха все чаще поддерживаются не только температура и влажность воздуха, но и его качество, т.е. количество углекислого газа, озона, таких примесей как, сигаретный дым, запах пота, алкоголя, выхлопных газов и т.д. Для измерения этих параметров применяются датчики определяющие наличие в воздухе каких-то отдельных веществ, например углекислого газа, и датчики анализирующие качество воздуха по комплексу присутствующих в нем примесей.
Такие датчики также могут быть аналоговыми и дискретными.

Для унификации выходных сигналов принят ряд стандартных сигналов по току – сигналы (0-5), (0-20) и (4-20)мА и напряжению – сигнал (0-10)В. Преобразование в стандартный сигнал может выполняться преобразователем, встроенным в датчик, или отдельным преобразующим устройством.
Некоторые типы датчиков могут быть как с такими встроенными преобразователями, так и без них. Другие – только со встроенными преобразователями.

Остались вопросы? Не стесняйтесь задавать их:ФОРМА ОБРАТНОЙ СВЯЗИ

Использованная литература:

1. Типовые компоненты и датчики контрольно-диагностических средств/ М – во образования Респ. Беларусь, Учреждение образования «Полоц. гос. ун – т». – Новополоцк: ПГУ, 2004. – 382
2. Фрайден Д. Современные датчики/ Дж. Фрайден. – Москва: Техносфера, 2005. – 588 с. – (Мир электроники)
4. Школа автоматчиков. УРОК №5. Основы автоматизации
5. Бейлина, Р.А. Микроэлектронные датчики/ Р. А. Бейлина, Ю.Г. Грозберг, Д.А. Довгяло. Новополоцк: ПГУ, 2001. – 307 с.

Датчики давления дискретные

Главная / Каталог / Приборы измерения давления / Датчики давления дискретные

SCH-DWA

Реле давления пара

SCH-DDCM

Реле давления дифференциальное

SCH-HCD (SCH-DPS)

Реле давления (дифференциальное) для нейтральных газов

SCH-DNM

Реле давления без цветных металлов

SCH-DCM

Реле давления общепромышленного применения

Технические характеристики Переключатель:                           однополюсный переключатель (только для микропереключ

SCH-DNS

Реле давления с чувствительным элементом из нержавеющей стали

SCH-DGM, SCH-DWR

Сигнализатор давления для горючих газов

PSC

Реле давления электронное

Материал	Нержавеющая сталь
Диапазон измерений	-1 . .. +2 бар … 0 … +700 бар
Дисплей	4-разрядный LED
Соединение	G 1/4, G 1/2, 1/4 NPT, 1/2 NPT внешняя резьба
Точность	± 1 % полной шкалы

PDL

Реле давления электронное

Реле давления используются для контроля и наблюдения уровня давления в резервуарах любых типов, например, в паровых котлах, баках для сжатого воздуха, для гидравлических и компрессорных установках, для холодильного машиностроения, систем водоснабж

SCH-VCM

Реле вакуума

HND-P126, HND-P236

Переносной датчик давления для 2х интегрированных сенсоров

Высокоточные портативные измерительные приборы фирмы KOBOLD модели HND-P126 имеют встроенные датчики давления. Прибор оснащен двумя входами для измерения давления расположенными в верхней части корпуса, которые подключены к точкам измерения при по

PAD

Дифференциальный датчик давления

Датчик давления PAD состоит из микропроцессорного блока, в котором происходит преобразование и сенсора находящегося на дне емкости, позволяющего реализовать метод гидростатического измерения давления(уровня). PAD имеет аналоговый выход от 0 до 20mA и

Материал	Нержавеющая сталь, тантал, монель, сплав Хастелой
Диапазон измерения	+0.0075 … +41 370 кПа
Питание	18—45 ВDC
Соединение	1/4 NPT, 1/2 NPT
Точность	± 0. 075 % диапазона измерений

Диафрагмы и капсулы для датчиков давления

PAS

Датчик давления

Датчик давления PAS состоит из микропроцессорного блока, в котором происходит преобразование и сенсора находящегося на дне емкости, позволяющего реализовать метод гидростатического измерения давления(уровня). PAS имеет аналоговый выход от 0 до 20mA ил

Материал	Нержавеющая сталь, сплав Хастелой, тантал
Диапазон измерения	-1 . .. +600 бар
Питание	11.9 – 45 ВDC
Соединение	1/4 NPT внутренняя резьба, 1/2 NPT внутренняя резьба
Точность	± 0.075 % от полной шкалы

PAS-…N

Датчик давления с выносной диафрагмой

LNR

Трансмиттер для кондуктометрических зондов

Каталог

Дискретные датчики 101: Типы датчиков и рекомендации

Измерение успеха: поймите, какой тип дискретных датчиков использовать для каких приложений, терминологию и советы.

Джон Брин, Breen Machine Automation Services LLC 7 июня 2018 г.

В автоматизации повсеместно используются дискретные или цифровые датчики. Он использовался со времен релейной логики, еще до появления программируемых логических контроллеров (ПЛК), и его использование сегодня продолжает упрощать логику в ПЛК. Дискретный датчик посылает сигнал включения/выключения (да/нет), часто позволяя ПЛК игнорировать аналоговый порог, зону нечувствительности, скорость обнаружения и другие сложности.

Этот сигнал может означать «я вижу деталь», «давление воздуха в машине выше 80 фунтов на квадратный дюйм», «привод достиг нужного положения», «нагреватель прогрет» или ряд других ситуаций. Надежная работа машины во многом зависит от правильного использования правильных датчиков. В каждом из этих условий, вероятно, используется датчик другого типа.

Распространенные типы датчиков в автоматизации

Ниже приведены многие распространенные типы датчиков, используемых в автоматизации.

Концевые выключатели

Концевые выключатели, которые используются до сих пор, имеют механический переключатель, который включается или выключается при контакте с деталью. Их можно найти в различных формах и размерах и предлагать такие варианты, как резервные контакты. Несмотря на их простоту и доступность, многие приложения перешли на бесконтактные твердотельные датчики из-за их гибкости и длительного срока службы. Также может быть неудобно, что конечные выключатели требуют контакта с той частью, которую они воспринимают.

Герконы

Герконы, которые в основном используются в пневматике, имеют механический переключатель, который включается/выключается магнитом. Обычно они устанавливаются на цилиндре, где поршень имеет магнит. Обратите внимание, что не всегда рекомендуется определять положение цилиндра. Например, когда цилиндр приводит в движение рычажный механизм, который приводит в движение пластину, толкающую деталь в нужное положение. Что делать, если штифт выходит из соединения? Что, если рычажный механизм имеет некоторый «люфт» или люфт в своем движении? Лучше ощущать пластину, которая касается детали, чем определять положение цилиндра. Поскольку это механические устройства, возникает тот же вопрос долговечности, что и с концевыми выключателями. Вместо этого можно использовать твердотельные версии цилиндрических переключателей.

Бесконтактные датчики

Бесконтактные датчики являются еще одним распространенным датчиком, который обычно работает по индуктивному принципу, для работы которого требуется металл, предпочтительно содержащий железо. Также можно использовать цветные металлы, такие как алюминий и медь, но эти металлы обнаруживаются хуже, чем железо. В этом случае дальность обнаружения будет меньше, и для обнаружения вообще потребуется цель большего размера (иногда до такой степени, что это не очень полезно). В этом случае есть два способа улучшить обнаружение:

1. Вставьте стальной винт в цветную мишень, чтобы прокс увидел.
2. Используйте «дальний» или «неэкранированный» прокси. Это два названия прокси, которые более чувствительны, потому что у них меньше металлического кожуха на кончике сенсора.

Существуют и другие разновидности, работающие на неиндуктивных принципах (емкостные и ультразвуковые) и способные обнаруживать неметаллические детали. Однако это достаточно необычно, поэтому, когда в разговоре упоминается бесконтактный переключатель, обычно предполагается, что он индуктивный.

Фотоэлектрические или фотоглазковые датчики

Фотоглазковые датчики (PE) имеют «излучатель» и «приемник» света. Иногда они в одном пакете, а иногда по отдельности. Обычно это недорогой способ отслеживать детали в системе. Иногда свет направляется по оптоволоконным линиям, а иногда используется непосредственно от излучателя/приемника. Части могут быть обнаружены либо путем отражения света обратно к приемнику (отражающее приложение), либо путем блокирования светового луча от достижения приемника (приложение со сквозным лучом).

Выбор типа датчика

При покупке датчика есть много вариантов. После того, как выбран датчик, который подходит механически и является общим типом, в процессе выбора необходимо учитывать другие факторы:

• PNP по сравнению с NPN: Это обязательная опция для всех полупроводниковых устройств. Он описывает направление течения тока. PNP типичен для США, но если есть оборудование другого происхождения, важно знать, что ожидает вход ПЛК. Если в руководстве по ПЛК написано «приемный вход», это PNP; если он говорит «источник входных данных», это NPN. Некоторые входные модули могут быть сконфигурированы как таковые. В таком случае посмотрите, что подключено к «общему» терминалу. Если общая клемма 0 В постоянного тока, это PNP; 24 В постоянного тока — это NPN.
• 2-проводной или 3-проводной: В основном это выбор между механическим контактом (2-проводным) и твердотельным контактом (3-проводным).
• Быстроразъемное соединение по сравнению со встроенным кабелем: Многие датчики могут иметь постоянно подключенный кабель или быстроразъемное соединение. За несколько более высокую стоимость опция быстрого отсоединения обычно значительно упрощает обслуживание. Если датчик сломается, новый кабель не нужен.

Было время, когда дискретные датчики были действительно цифровыми по своей природе, такими как механическое реле давления с подпружиненной диафрагмой или ртутный термостат, но грань стирается. Современные дискретные датчики часто измеряют такие параметры, как давление, температура, индуктивность и яркость, в аналоговом формате и преобразуют их в цифровые да или нет с помощью крошечного компьютера. Примечательно, что многие очень простые датчики теперь могут передавать эту аналоговую информацию обратно в ПЛК, используя такие технологии, как IO-Link. Если данные существуют и там уже есть компьютер, почему бы не воспользоваться этим? Это относительно новое направление, которое еще не закрепилось на рынке. Язык программирования ПЛК и релейной логики был основан на концепции дискретных сигналов.

Общий обзор того, где, когда и как это упрощает программирование:

• Proxes
• ИП
• Лазеры
• Более продвинутый
  • Распознавание цвета
  • Сопоставление с образцом
  • Видение
  • Регулятор температуры.

Ключевые термины и примечания по применению для PE

• Видимый и инфракрасный свет: Пользователям обычно приходится направлять свет, и это намного проще, если его можно увидеть, поэтому рассмотрите возможность использования видимого света, если нет причин для этого. используйте инфракрасный (ИК).
• Перекрестные помехи: Свет от этих датчиков может создавать помехи для других датчиков и световых завес. Учтите, что свет будет не линией, а конусом и может воздействовать на другие устройства, использующие ту же длину волны (рис. 2). Несколько стратегий могут помочь в борьбе с перекрестными помехами:
  • Альтернативное направление света, когда PE расположены близко друг к другу (Рисунок 3). Например, когда два PE измеряют поперек конвейера 6 дюймов. врозь, у первого излучатель слева, у второго справа.
  • Использование различных длин волн света . Например, световые завесы обычно используют инфракрасный свет. Если PE используются рядом со световой завесой, используйте PE видимого света.
  • Сделайте отверстия на излучателях, чтобы сузить конус света (рис. 4).
• Свет и темнота: Должен ли датчик быть включен, когда он видит свет или когда он не видит свет? Обычно это регулируется отверткой или кнопкой.
• Точность: Простые приложения PE не дают очень точного местоположения воспринимаемого объекта. Например, датчики на конвейере с отражающим полиэтиленом могут иметь точность только в пределах одного-двух дюймов. Использование волоконно-оптических линий или апертур для уменьшения как излучаемого света, так и области приема может помочь повысить точность.
• Лазеры: Они стоят немного дороже, но они могут делать то, что не могут другие датчики, например определять расстояние, а не только блокировать/отражать свет. Они также могут ощущать прозрачные детали, такие как пластик или стекло.

Извлеченные уроки

• Бесконтактные переключатели
  • Лучше всего работать с магнитными материалами (сталь/железо) ○ Используйте головку болта из других материалов в качестве флажка
  • «Дальнобойные» или «неэкранированные» датчики лучше работают на немагнитных материалах (все равно должны быть металлическими)
• Фото глаз
  • Может мешать световой завесе
  • Может просматривать материал, даже если он непрозрачен — затем он может отслеживать «ступенчатое» изменение непрозрачности (как в полосе с этикеткой)
  • Свет горит против темноты на
  • Лазеры лучше видят прозрачные объекты
  • Видимый спектр легче настроить (нацелить)
  • Отверстия — разные формы для разных применений
• Концевые выключатели имеют движущиеся части, поэтому они быстрее изнашиваются

Джон Брин является владельцем компании Breen Machine Automation Services LLC. Под редакцией Эмили Гюнтер, младшего контент-менеджера, Control Engineering , CFE Media, [email protected].

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: дискретные датчики, программируемый логический контроллер (ПЛК)

• Исследуйте основные области применения дискретных датчиков.
• Распознавание распространенных типов дискретных датчиков по категориям.
• Ознакомьтесь с рекомендациями и подводными камнями, которых следует избегать при использовании дискретных датчиков.

Рассмотрим это

Датчик какого типа лучше всего подходит для вашего приложения?

ОНЛАЙН

Узнайте больше о датчиках и ПЛК на CFE Edu по адресу https://cfeedu.cfemedia.com/

У вас есть опыт и знания по темам, упомянутым в этом материале? Вам следует подумать о том, чтобы внести свой вклад в нашу редакционную команду CFE Media и получить признание, которого вы и ваша компания заслуживаете. Нажмите здесь, чтобы начать этот процесс.

Ищите продукты и узнавайте о новинках в своей отрасли

с дискретными выходами (MLX

• Дом
• Продукты
  • ИС датчика тока ИС встроенного драйвера двигателя ИС драйвера вентилятора и насоса ИС индуктивного датчика положения ИС защелки и переключателя ИС интеллектуального драйвера светодиодов ИС магнитного датчика положения ИС оптического датчика ИС предварительного драйвера ИС датчика давления ИС датчика скорости ИС датчика температуры ИС приемопередатчика
• Приложения
• Технические переговоры
• Техническая информация
  • Симулятор датчика токаЭкологические формыФункциональная безопасностьОбработка и сборка интегральных схемСимулятор магнитного дизайнаПрограммирование и программные средстваКачествоРекомендуемые третьи лицаУстойчивое развитие
• Карьера
• Контакт
  • Контакт по охране окружающей средыОбщий контактКонтакты по связям с инвесторамиОфисы и офисы Контакты для прессыПредставители и дистрибьюторыКонтакты по продажамТехнический запрос Разрешение на возврат материалов
• Более. .
  • О насИнвесторыСобытияНовостиКачество

• вдохновленная инженерия
• Продукты
• Датчик перепада давления для диапазонов от 0 до 1,0 бар

MLX Мелексис

Выберите элемент

• Описание
• Особенности и преимущества
• Документы и инструменты
• Технические переговоры
• Программное обеспечение
• Видео
• Сопутствующие товары
• Практическое применение
• Партнеры

Недорогой, микромеханический, универсальный и дискретный датчик давления, подходящий для диапазонов давления от 0 до 1,0 бар. Высокая долговременная стабильность и очень компактная конструкция.

Подробнее

Основные характеристики

• Диапазоны давления 0–1,0 бар

• Датчик перепада давления

• Очень компактная и прочная конструкция

• Высокая долговременная стабильность

• Недорогой датчик давления

Откройте для себя все функции

Датчик давления MLX представляет собой дискретную микромеханическую микросхему датчика давления, подходящую для диапазонов давления от 0 до 1,0 бар. Среда под давлением должна быть сухой и неагрессивной, например, воздух.

Схема представляет собой пьезорезистивный мост, изготовленный из кремния с помощью специального процесса микрообработки. Когда к мосту прикладывается давление, на выводах Vout наблюдается изменение дифференциального напряжения, а на выводы Vexc подается напряжение смещения.