Bugungi kunda sanoatda simobli barometrlar emas, balki juda zamonaviy va ishonchli datchiklar qoʻllanilmoqda. Ularning ishlash printsipi dizayn xususiyatlariga qarab farqlanadi. Hammasi ham afzalliklarga, ham ma'lum kamchiliklarga ega. Elektronikaning rivojlanishi tufayli yarimo'tkazgich elementlariga bosimni o'lchash uchun sensorlarni amalga oshirish mumkin.
Elektron sensorlar nima?
Suv yoki boshqa suyuqlik uchun elektron bosim sensorlari - bu parametrlarni o'lchash va ularni maxsus boshqaruv va displey bloklari yordamida qayta ishlash imkonini beruvchi qurilmalar. Bosim sensori - chiqish parametrlari to'g'ridan-to'g'ri o'lchangan joydagi bosimga (tank, quvurlar va boshqalar) bog'liq bo'lgan qurilma. Bundan tashqari, ular turli agregat holatlardagi har qanday moddani o'lchash uchun ishlatilishi mumkin - suyuq, bug'li, gazsimon.
Bunday ehtiyojqurilmalar deyarli butun sanoat avtomatik boshqaruv tizimlariga qurilganligi sababli yuzaga keladi. Bir kishi faqat konfiguratsiya, kalibrlash, texnik xizmat ko'rsatish va ishga tushirishni (to'xtatish) amalga oshiradi. Har qanday tizim avtomatik ravishda ishlaydi. Ammo bunday qurilmalar ko'pincha tibbiyotda ham qo'llaniladi.
Element dizayn xususiyatlari
Har qanday sensorlar sezgir elementdan iborat - aynan uning yordami bilan konvertorga ta'sir uzatiladi. Shuningdek, dizaynda signalni qayta ishlash sxemasi va korpus mavjud. Bosim sensorlarining quyidagi turlarini ajratish mumkin:
- Piezoelektrik.
- Rezistiv.
- Kapasitiv.
- Piezo rezonansi.
- Magnit (induktiv).
- Optoelektron.
Endi esa har bir turdagi qurilmani batafsil koʻrib chiqamiz.
Rezistiv elementlar
Bu sensor elementi yuk ta'sirida qarshiligini o'zgartiradigan qurilmalar. Nozik membranaga deformatsiya o'lchagich o'rnatilgan. Membrana bosim ostida egiladi, deformatsiyalar ham harakatlana boshlaydi. Shu bilan birga, ularning qarshiligi o'zgaradi. Natijada, konvertor pallasida tok kuchi o'zgaradi.
Tenezometrlarning elementlarini cho'zishda uzunlik oshadi va kesma maydoni kamayadi. Natijada qarshilik kuchayadi. Elementlar siqilganda teskari jarayon kuzatiladi. Albatta, qarshilik ohmning mingdan bir qismiga o'zgaradi, shuning uchun buni ushlash uchun sizga kerak bo'ladiyarimo'tkazgichlarga maxsus kuchaytirgichlar qo'ying.
Piezoelektrik datchiklar
Piezoelektrik element qurilma dizaynining asosi hisoblanadi. Deformatsiya sodir bo'lganda, piezo elementi ma'lum bir signal hosil qila boshlaydi. Element bosimi o'lchanadigan muhitga o'rnatiladi. Ish paytida kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqimi bosimning o'zgarishiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional bo'ladi.
Bunday qurilmalar bitta xususiyatga ega - ular bosim doimiy bo'lsa, uni kuzatishga imkon bermaydi. Shuning uchun u faqat bosim doimiy ravishda o'zgarib turadigan hollarda qo'llaniladi. O'lchangan qiymatning doimiy qiymatida elektr impulsi hosil bo'lmaydi.
Piezo rezonans elementlari
Bu elementlar biroz boshqacha ishlaydi. Voltaj qo'llanilganda, piezoelektrik element deformatsiyalanadi. Stress qanchalik baland bo'lsa, deformatsiya shunchalik katta bo'ladi. Qurilmaning asosi - piezoelektrik materialdan tayyorlangan rezonator plitasi. Uning ikkala tomonida elektrodlar mavjud. Ularga kuchlanish qo'llanilishi bilanoq, material tebranishni boshlaydi. Bunday holda, plastinka bir yo'nalishda yoki boshqa tomonga egiladi. Tebranish tezligi elektrodlarga qo'llaniladigan oqim chastotasiga bog'liq.
Ammo agar plastinkaga tashqaridan kuch ta'sir etsa, unda plastinkaning tebranish chastotasida o'zgarish bo'ladi. Avtomobillarda ishlatiladigan elektron havo bosimi sensori ushbu printsip asosida ishlaydi. Bu sizga avtomobil yonilg'i tizimiga etkazib beriladigan havoning mutlaq bosimini baholash imkonini beradi.
Kapasitiv qurilmalar
Bu qurilmalar eng mashhur,chunki ular oddiy dizaynga ega, ular barqaror ishlaydi va parvarish qilishda oddiy. Dizayn bir-biridan ma'lum masofada joylashgan ikkita elektroddan iborat. Bu bir turdagi kondansatör bo'lib chiqadi. Uning plitalaridan biri membrana bo'lib, unga bosim (o'lchangan) ta'sir qiladi. Natijada, plitalar orasidagi bo'shliq o'zgaradi (bosimga mutanosib). Maktab fizikasi kursidan siz kondensatorning sig'imi plitalarning sirt maydoniga va ular orasidagi masofaga bog'liqligini bilasiz.
Bosim sensorida ishlaganda faqat plitalar orasidagi masofa o'zgaradi - bu parametrlarni o'lchash uchun etarli. Elektron yog 'bosimi sensorlari aynan shu sxema bo'yicha qurilgan. Ushbu turdagi tuzilmalarning afzalliklari aniq - ular har qanday muhitda, hatto tajovuzkor muhitda ham ishlashi mumkin. Ularga katta harorat farqlari, elektromagnit to'lqinlar ta'sir qilmaydi.
Induktiv sensorlar
Ishlash printsipi yuqorida muhokama qilingan sig'imlarga o'xshash. Magnit zanjirdan ma'lum masofada Sh harfi shaklida bosim sezgir o'tkazuvchan membrana o'rnatiladi (uning atrofida induktor o'ralgan).
Golga kuchlanish berilganda magnit oqim hosil bo’ladi. U ham yadro bo'ylab, ham bo'shliqdan, o'tkazuvchi membranadan o'tadi. Oqim yopiladi va bo'shliq yadronikidan taxminan 1000 baravar kam o'tkazuvchanlikka ega bo'lgani uchun undagi kichik o'zgarish ham induktivlik qiymatlarida proportsional o'zgarishlarga olib keladi.
Optoelektrondatchiklar
Ular shunchaki bosimni aniqlaydi, yuqori aniqlikka ega. Ular yuqori sezuvchanlik va termal barqarorlikka ega. Ular yorug'lik interferensiyasi asosida ishlaydi, kichik siljishlarni o'lchash uchun Fabry-Perot interferometridan foydalanadi. Bunday elektron bosim sensorlari juda kam uchraydi, ammo ular juda istiqbolli.
Qurilmaning asosiy komponentlari:
- Optik transduser kristali.
- Diafragma.
- LED.
- Detektor (uchta fotodioddan iborat).
Faby-Perot optik filtrlari qalinligida bir oz farq qiladi, ikkita fotodiodga biriktirilgan. Filtrlar old yuzasini aks ettiruvchi kremniy nometalldir. Ular kremniy oksidi qatlami bilan qoplangan, sirtga yupqa alyuminiy qatlami qo'llaniladi. Optik transduser sig'imli bosim sensoriga juda o'xshaydi.
