Преглед на технологиите – сензори за налягане

Керамичният капацитивен сензор се състои от основно тяло, два кондензаторни слоя, стъклена спойка и мембрана.
Кондензаторните слоеве на основното тяло и мембраната са подобни на пластичен кондензатор и образуват измервателно-еталонен кондензатор. Когато се приложи налягане, разстоянието между мембраната и основното тяло се променя и това променя капацитета между електродите. Тази промяна в капацитета се оценява и след това се обработва в стандартен за промишлеността сигнал.

Характеристики:

• Диапазони на налягане от 100 mbar до 600 bar, вакуум до -1 bar
• Изключително здрав с високо номинално налягане и разрушаващо налягане
• Работа без отклонение > 100 милиона цикъла на налягане
• Висока дългосрочна стабилност и повторяемост
• Суха измервателна клетка без пълнеж

Предимства:

• Керамиката не подлежи на стареене или умора (дългосрочна стабилност)
• Устойчив на динамични пикове на налягане и кавитация
• Минимално влияние на температурата върху керамичната измервателна клетка
• Висока химическа устойчивост
• Контра електродът (основата) поддържа мембраната в случай на свръхналягане

Недостатъци:

• Необходимо е еластомерно уплътнение – за газове само под 25 бара
• Конструктивно сложен монтаж на измервателната клетка в сензора, следователно голям корпус и по-високи разходи

В тези измервателни клетки тензодатчиците под формата на резистори са прикрепени към задната част на мембраната от неръждаема стомана и са свързани като уитстонов мост. Това може да бъде изпълнено като дебел слой или тънък филм. Веднага щом измервателната клетка се подложи на налягане, мембраната се деформира. Това пропорционално променя изходния сигнал на мостовата верига, който от своя страна се измерва от електрониката и се преобразува в изходен сигнал, стандартен за промишлеността.

Характеристики:

• Диапазон на налягането от 6 bar до 600 bar
• Подходящ за газове до 600 bar
• Висока дългосрочна стабилност

Предимства:

• Малък размер, размер на ключа 19 или 22 mm
• Монтаж без уплътнение, измервателната клетка се заварява към технологичната връзка
• Голямо разрушаващо налягане
• Удобен за големи количества

Недостатъци:

• По-ниска устойчивост на претоварване от керамичните капацитивни сензори
  ⇒ за приложения с динамично налягане и кавитация се препоръчва демпфериращ елемент

Тези сензори използват пиезорезистивния ефект. Той описва промяната в електрическото съпротивление на даден материал поради натиск или опън. Тази промяна в съпротивлението се регистрира с мостова верига и се превръща в изходен сигнал, стандартен за промишлеността. Пиезорезистивната силициева измервателна клетка е свързана към печатна платка, която има покритие, за да бъде устойчива за всяка среда (замърсен въздух, масло, вода, охлаждащо масло и др.).

Характеристики:

• Подходящ за пневматични сензори
• Възможно е измерване на диференциално налягане

Предимства:

• изгодна цена
• малък сензорен елемент

Недостатъци:

• не е устойчив на агресивни среди без допълнителни действия