Principio del sensor de presión
El sensor de presión es un dispositivo o dispositivo que puede detectar la señal de presión y convertir la señal de presión en una señal eléctrica de salida utilizable de acuerdo con una regla determinada.
Los sensores de presión suelen estar compuestos por elementos sensibles a la presión y unidades de procesamiento de señales. Su principio es el mismo que el del sensor de temperatura . Según los diferentes tipos de presión de prueba, los sensores de presión se pueden dividir en sensores de presión manométrica, sensores de presión diferencial y sensores de presión absoluta. El sensor de presión es el sensor más utilizado en la práctica industrial. Se utiliza ampliamente en diversos entornos de automatización industrial, como la conservación de agua y la energía hidroeléctrica, el transporte ferroviario, los edificios inteligentes, la automatización de la producción, la industria aeroespacial, la militar, la petroquímica, los pozos petrolíferos, la electricidad, la industria naval, las máquinas herramienta, las tuberías y muchas otras.
Sobrecargado
Los sensores de presión de servicio pesado son un tipo de sensor, pero rara vez se mencionan. Se utilizan comúnmente en aplicaciones de transporte para monitorear sistemas neumáticos, hidráulicos de servicio ligero, presión de frenos, presión de aceite, transmisión, presión, hidráulica, flujo y nivel de sistemas críticos, como las esclusas de aire de camiones y remolques, para mantener el rendimiento de equipos de servicio pesado.
Un sensor de presión de alta resistencia es un dispositivo de medición de presión con una carcasa, una interfaz de presión metálica y una salida de señal de alto nivel. Muchos sensores vienen con una carcasa redonda de metal o plástico de aspecto cilíndrico, con un puerto de presión en un extremo y un cable o conector en el otro. Estos sensores de presión de alta resistencia se utilizan a menudo en entornos con temperaturas extremas e interferencias electromagnéticas. Los clientes de la industria y el transporte utilizan sensores de presión en sistemas de control para medir y monitorizar la presión de fluidos como refrigerante o aceite lubricante. Además, pueden detectar a tiempo la retroalimentación de picos de presión, detectar problemas como obstrucciones del sistema y encontrar soluciones inmediatas.
Los sensores de presión de alta resistencia se han desarrollado continuamente. Para que estos sensores se puedan utilizar en sistemas de control más complejos, los ingenieros de diseño deben mejorar la precisión de los sensores y reducir los costos para aplicaciones prácticas.
Clasificación
El principio básico de la tecnología de fusión de información multisensor es similar al proceso de procesamiento integral de información del cerebro humano. Diversos sensores se procesan mediante la complementación de información multinivel y multiespacio, y se optimiza su combinación, generando así una interpretación consistente del entorno de observación. En este proceso, es necesario aprovechar al máximo los datos de múltiples fuentes para un control y uso razonables. El objetivo final de la fusión de información es obtener información más útil mediante la combinación de información en múltiples niveles y aspectos, basándose en la información de observación independiente obtenida por cada sensor. Esto no solo aprovecha la cooperación entre múltiples sensores, sino que también procesa integralmente los datos de otras fuentes de información para mejorar la inteligencia de todo el sistema de sensores.
El sensor de presión es uno de los sensores más utilizados. El sensor de presión tradicional se basa principalmente en un dispositivo de estructura mecánica, cuya presión se indica mediante la deformación del elemento elástico. Sin embargo, esta estructura es de gran tamaño y peso, por lo que no puede proporcionar una salida eléctrica. Con el desarrollo de la tecnología de semiconductores, también surgieron los sensores de presión semiconductores. Se caracterizan por su pequeño tamaño, ligereza, alta precisión y buenas características de temperatura. Especialmente con el desarrollo de la tecnología MEMS, los sensores semiconductores están evolucionando hacia la miniaturización, con un bajo consumo de energía y una alta fiabilidad.
Transmisor de presión de silicio por difusión
El transmisor de presión de silicio por difusión se fabrica encapsulando un elemento piezoresistivo de silicio aislado y sensible a la presión en una carcasa de acero inoxidable. Puede convertir la presión detectada de líquido o gas en señales eléctricas estándar para su salida externa. Los transmisores de presión de silicio por difusión de la serie DATA-52 se utilizan ampliamente en la medición y el control in situ de procesos industriales como el suministro y drenaje de agua, la energía térmica, la industria petrolera, la química, la metalurgia, etc.
Tipo piezoresistivo semiconductor
El sensor de presión de difusión de impedancia piezoeléctrica semiconductora forma una presión de deformación semiconductora en la superficie de la lámina, y la lámina se deforma por una fuerza externa (presión) para producir un efecto de impedancia piezoeléctrica de modo que el cambio de impedancia se convierte en una señal eléctrica.
Tipo de capacitancia
Los sensores de presión capacitivos forman una capacitancia al enfrentar un electrodo fijo de vidrio y un electrodo móvil de silicio, y convierten la variación de la capacitancia electrostática causada por la deformación del electrodo móvil por una fuerza externa (presión) en una señal eléctrica. (El principio de funcionamiento del E8Y es el método de capacitancia electrostática; otros modelos utilizan el método de semiconductores).
Principio de funcionamiento
1. Sensor de presión piezorresistivo
Las galgas extensométricas resistivas son uno de los componentes principales de los sensores piezorresistivos de deformación. El principio de funcionamiento de las galgas extensométricas de resistencia metálicas radica en el fenómeno de la variación del valor de la resistencia con la deformación mecánica de la resistencia de deformación adsorbida en el material base, comúnmente conocido como efecto de deformación de resistencia.
2. Sensor de presión cerámico
El sensor de presión cerámico se basa en el efecto piezoresistivo. La presión actúa directamente sobre la superficie frontal del diafragma cerámico, provocando una ligera deformación. La resistencia de película gruesa está impresa en la parte posterior del diafragma cerámico y conectada para formar un puente de Wheatstone. El efecto piezoresistivo permite que el puente genere una señal de tensión altamente lineal, proporcional a la presión y a la tensión de excitación. La señal estándar está calibrada a 2,0/3,0/3,3 mV/V según los diferentes rangos de presión, lo que permite su compatibilidad con sensores de galgas extensométricas.
3. Sensor de presión de silicio por difusión
Sensor de presión de silicio por difusión
El principio de funcionamiento del sensor de presión de silicio difuso también se basa en el efecto piezorresistivo. Mediante este principio, la presión del medio medido actúa directamente sobre el diafragma (de acero inoxidable o cerámica) del sensor, de modo que este produce un microdesplazamiento proporcional a la presión del medio. Se modifica el valor de resistencia del sensor, el circuito electrónico detecta el cambio y se convierte y emite una señal de medición estándar correspondiente a la presión.
4. Sensor de presión de zafiro
El uso del silicio-zafiro como elemento semiconductor sensible, basado en el principio de resistencia a la deformación, ofrece características metrológicas inigualables. Por lo tanto, los componentes semiconductores sensibles de silicio-zafiro son insensibles a los cambios de temperatura y ofrecen un buen rendimiento incluso a altas temperaturas. El zafiro posee una alta resistencia a la radiación; además, no presentan deriva pn.
5. Sensor de presión piezoeléctrico
El efecto piezoeléctrico es el principio fundamental de funcionamiento del sensor piezoeléctrico, y este no puede utilizarse para mediciones estáticas, ya que la carga tras la fuerza externa solo se almacena cuando el bucle tiene una impedancia de entrada infinita. Esto no ocurre en la práctica, por lo que el sensor piezoeléctrico solo puede medir la tensión dinámica.
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