датчик давления

Применяемость электронных датчиков.

Электронный датчик давления служит для преобразования давления жидкости или газа в электрический сигал. На сайте рассматривались резисторные датчики давления, применяемые с аналоговыми приборами. Но с развитием электроники на автомобилях широко начали применяться электронные панели приборов, для роботы которых необходимы датчики с другим принципом действия и большей точности. Это  привело к разработке ионизационных, тензометрических, ёмкостных, резонансных, пьезорезистивных и ионецонных датчиков. Все эти датчики имеют свои преимущества и недостатки.

Tензометрические и пьезорезистивные датчики.

В автомобилях широко стали применяться тензометрические и пьезорезистивные. Главным преимуществом этих датчиков  является их низкая стоимость,  достаточная точность, хотя показания тензометрических датчиков и зависит от перепада температуры, но на автомобильном двигателе это большого значения не имеет.

Tензорезисторный датчик давления

тензорезисторный датчик давления

Рассмотрим как устроен тензометрический электронный датчик давления. Его конструкция почти такая же, как и резисторного датчика старого образца. Корпус, поделён на две части мембранной, с одной стороны к которой подходит среда, давление которой замеряется. На другой стороне мембраны припаяна сапфировая подложка, на которой собственно и располагаются кремниевые или металлические тензорезисторы, сформированные в эпитаксиальной плёнке, соединённые в мостовую схему. Принцип работы такого датчика основан на разбалансировке моста при пригибании мембраны под воздействием измеряемой среды. Чем больше прогибается мембрана, тем вше степень разбалансирования моста. Кристаллы монокремня обладают большой упругостью, что способствует устойчивости показаний при любом давлении. Но тензорезисторы чувствительны к изменению температуры. Поэтому при разработке датчиков  приходится добавлять цепи термокомпенсации. Собственный выходной сигнал с датчика очень мал, примерно 100 мВ, поэтому в конструкции используется усилитель.

Пьезорезистивный датчик.

пьезорезистивный датчик

Последнее время большое распространение получают пьезорезистивный электронный датчик давления. Это обусловлено большей их стабильностью и высокой температурно-временной стабильностью по сравнению с тензометрическими датчиками. Выполнение пьезорезистивных датчиков возможно двух типов. Для работы в агрессивной и неагрессивной среде. Отличие  исполнения в передаче давления на чувствительный элемент. При работе  в неагрессивной среде воздействие производится непосредственно на чувствительный элемент, либо чувствительный элемент заливается силиконовым гелем, который передаёт воздействие давления. Для агрессивных сред используются датчики с мембраной из нержавеющей стали. Полость между мембраной и чувствительным элементом заполняют кремнийорганической жидкостью. Чувствительный элемент датчика представляет собой мембрану из монокристаллического кремния с диффузионными пьезорезисторами на диэлектрическом основании.

Пьезоризисторы, как и в тензорезисторном датчике давления соединены в мост Уинстона. Принцип  работы датчиков так же идентичен работе датчиков. Подключение в пьезоризисторном датчике так же возможно по аналогии с датчиком Холла. Это упрощает конструкцию, так как нет необходимости в согласовании элементов между собой. В этом случае при прогибании мембраны будет изменяться изменение напряжения. Давление прикладывается перпендикулярно напряжению и под его воздействием в резисторе образуется электрическое поле прямо пропорциональное приложенному давлению, значение которого  снимается.

Система Orphus
«Если Вы заметили ошибку в тексте, пожалуйста выделите это место мышкой и нажмите CTRL+ENTER»

admin 04/08/2015
"Если статья была Вам полезна, поделитесь ссылкой на неё в соцсетях"