Деформационные преобразователи давления

Для измерения давления, разрежения, разности давлений в химической технологии наибольшее распространение получили деформационные измерительные преобразователи. Принцип действия деформационных манометров основан на зависимости деформации чувствительного элемента или развиваемой им силы от измеряемого давления, которые преобразуются в показания и соответствующие изменения выходного сигнала. По виду используемого чувствительного элемента деформационные манометры подразделяют на трубчато-пружинные, сильфонные и мембранные.

Рисунок 3.1.Деформационные измерительные преобразователи давления:

а — плоская диафрагма; б — гофрированная диафрагма; в — мембрана (анероидная коробка); г — сильфон; д — одновитковая трубка Бурдона; е — скрученная или спиральная трубка Бурдона; ж — многовитковая трубка Бурдона.

Принципиальные схемы деформационных измерительных преобразователей (силовых элементов) приведены на рис. 3.1.Термин «трубчатые пружины» часто означает то же, что и «трубка Бурдона». Выбор деформационных измерительных преобразователей зависит от величины измеряемого давления (разрежения) и характеристик собственно самих преобразователей. Например, деформационные измерительные преобразователи (плоская мембрана, гофрированная мембрана, мембрана) можно использовать, чтобы привести в действие емкостный или пьезоэлектрический преобразователь.

Электрические манометры

Принцип действия электрических манометров (датчиков давления) основан на изменении электрических свойств чувствительных элементов, таких как сопротивление, емкость, заряд. Различают 3 вида электрических датчиков давления: емкостные – в качестве чувствительного элемента используется конденсатор с переменным зазором, в котором при изменении давления возникает смещение подвижного электрода мембраны, что приводит к изменению емкости конденсатора; пьезоэлектрические, в которых в зависимости от измерения давления происходит изменение резонансной частоты или заряда пьезокристаллов (кварц, турмалин и т.д.); тензорезисторные, в которых применяется зависимость изменения электрических свойств проводников (полупроводников) от степени их деформации.

Основным достоинством емкостных датчиков давленияявляются высокая чувствительность, малые масса и размеры, стабильность характеристик, простота конструкции. К недостаткам относятся большое внутренне сопротивление, что приводит к необходимости использовать дополнительные экранирующие элементы, а также сильное влияние влажности, температуры и загрязненности окружающей среды.

Основным достоинством пьезоэлектрических датчиков давления является - безынерционность, что позволяет применять их при исследованиях быстропротекающих процессов. Из недостатков выделяется невозможность их применения при больших температурах в связи с потерей свойств пьезоэлектрических материалов.

 К основным достоинствам тензорезисторных датчиков давления относятся простота исполнения, низкая стоимость, хорошая защищенность чувствительного элемента от воздействия агрессивной окружающей среды; к недостаткам – узкий диапазон температур работоспособности от -40°С до 70°С (для проводниковых датчиков давления), небольшая механическая прочность, нелинейность характеристик (для полупроводниковых датчиков).

ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ