I moderne teknologi og industrielle applikationer spiller tryksensorer en vigtig rolle som vigtige måleværktøjer. Blandt dem er manometertryksensorer, differenstryksensorer og absoluttryksensorer de tre kernesensorer inden for trykmåling på grund af deres unikke funktioner og brede anvendelsesområde. I dette papir vil vi i dybden diskutere definitioner, driftsprincipper, måleobjekter, anvendelsesscenarier og forskellene mellem disse tre sensorer.
Indholdsfortegnelse
Måler tryksensor
Definition og funktionsprincip
En manometertryksensor er en sensor, der måler det relative tryk, det vil sige trykværdien i forhold til atmosfærisk tryk. Det består normalt af et føleelement (f.eks. en strain gauge eller piezoresistivt element) og et elektronisk kredsløb, der omdanner trykket til et telekommunikationssignal. Når der påføres et eksternt tryk på følerelementet, gennemgår elementet en lille deformation, hvilket resulterer i en ændring i modstandsværdien, som måles af det elektroniske kredsløb og omdannes til et telekommunikationssignal relateret til trykket.
Driftsprincip
Måletryksensorer er baseret på atmosfærisk tryk, og trykaflæsninger er i forhold til forskellen i atmosfærisk tryk. For eksempel, hvis sensoren viser en værdi på 5 bar, så er det faktiske tryk 5 bar højere end det atmosfæriske tryk.
Måleobjekter og applikationer
Anvendes sædvanligvis i applikationer, hvor der kræves et relativt tryk, såsom vandtryk, gastryk, væsketryk, væskekontrol, niveaumåling osv. For eksempel i kemiske anlæg kan manometertryksensorer bruges til at måle tryk i rørledninger for at sikre, at operationer udføres inden for sikre grænser. I biler bruges målertryksensorer ofte til at måle dæktryk for at give chauffører information om deres dæks tilstand. Inden for forbrugerelektronik bruges manometertryksensorer inden for områder som overvågning af trykændringer, miljøtilpasning og sundhedsovervågning. De giver vigtige funktioner såsom højdemåling, vejrændringsalarmer, luftstrømsovervågning og så videre.
Funktioner:
- Baseret på ændringer i atmosfærisk tryk.
- Hvis det atmosfæriske tryk ændres, påvirkes målertryksensorens aflæsning ikke.
- Velegnet til almindelige industrielle applikationer såsom gassystemer, hydrauliske systemer.
Differenstryksensor
Definition og funktionsprincip
Differenstryksensor er en sensor, der måler trykforskellen mellem to målekamre. Den måler trykforskellen mellem to forskellige punkter. Det handler ikke om trykket af disse trykpunkter i forhold til atmosfæren, men kun om forskellen mellem dem. Det består normalt af to kamre forbundet med mediet, der skal måles, og trykket bestemmes ved at måle trykforskellen mellem kamrene. Funktionsprincippet for differenstryksensoren er baseret på trykket, der skal måles direkte på sensorens membran, således at membranen producerer en mikroforskydning proportional med vandtrykket, hvilket igen forårsager en ændring i værdien af modstanden, det elektroniske kredsløb registrerer denne ændring og konverterer den til et standardiseret målesignal svarende til trykket.
Driftsprincip
Differenstryksensor udsender en værdi for det relative differenstryk ved samtidig at måle trykket på to punkter og beregne forskellen mellem dem. For eksempel kan en differenstryksensor i begge ender af en rørledning måle trykforskellen, som almindeligvis bruges til flowmåling og tilstopning af filter.
Måleobjekter og applikationer
Differential pressure sensors are widely used in flow measurement, liquid level measurement, gas analysis and other fields. I HVAC-systemer bruges differenstryksensorer ofte til at måle tilstopning af luftfiltre, så de kan udskiftes rettidigt. Derudover bruges differenstryksensorer også til at måle forskellen i udstødningsgastryk mellem de forreste og bageste passager af et køretøjs motorpartikelfælde for at bestemme niveauet af partikelopbygning i fælden, som igen bestemmer udløsningstiden for "regenerering" og mængden af yderligere brændstof, der skal indsprøjtes.
Funktioner:
- Ideal for monitoring the pressure difference between two points.
- Used for flow calculations, wind speed measurements, etc.
- Compares the pressure difference between two points, ignoring the effect of atmospheric pressure.
Absolut tryksensor
Definition og funktionsprincip
En absolut tryktransducer er en transducer, der måler tryk i forhold til et vakuum eller det absolutte nulpunkt. I modsætning til manometertryksensorer måler absoluttryksensorer ikke kun trykket af det målte medium, men tager også hensyn til gastrykket i miljøet. Absoluttrykssensorer fungerer på samme måde som måletryksensorer, men deres referencepunkt er absolut vakuum eller absolut nul i stedet for atmosfærisk tryk. Eller trykket af en fuldstændig trykfri tilstand. Det er baseret på absolut nultryk (vakuum) og påvirkes ikke af atmosfærisk tryk.
Driftsprincip
Den absolutte tryksensor måler det absolutte tryk af en gas eller væske, og dens aflæsning inkluderer altid effekten af atmosfærisk tryk. Even if the atmospheric pressure changes, the reading of the absolute pressure sensor will reflect the absolute pressure.
Måleobjekter og applikationer
Absoluttrykssensorer er meget udbredt i atmosfærisk trykmåling, meteorologisk observation i høj højde, vejrudsigt og andre felter. In the medical field, absolute pressure sensors are used to monitor the gas pressure in respirators. In addition, absolute pressure sensors are also used to measure intake air pressure to optimize engine performance and fuel economy.
Funktioner:
- Measures pressure compared to vacuum, taking into account changes in atmospheric pressure.
- The use of absolute pressure sensors is particularly important in specific environments, such as applications with high altitude variations.
- Used in high-end applications requiring precise pressure monitoring, such as aerospace, meteorological monitoring, vacuum technology.
Forskelle mellem de tre typer sensorer
1. Måleobjekt:
- Gauge pressure sensors measure pressure relative to atmospheric pressure.
- Differential pressure sensors measure the pressure difference between two measurement chambers.
- Absolute pressure sensor to measure the pressure value relative to the vacuum.
2. Måleprincip:
- Overfladetryksensorer bruger absolutte tryksensorer og atmosfæriske tryksensorer til at måle og beregne overfladetrykket ved at beregne forskellen mellem det absolutte tryk og det atmosfæriske tryk.
- Differenstryksensorer bruger to tryksensorer til at måle trykforskellen mellem to steder.
- Absoluttrykssensorer bruger absoluttrykssensorer til at måle og trække det atmosfæriske tryk fra måleresultatet for at opnå det absolutte tryk.
3. Måleområde:
- Manometertryksensorer har normalt et stort måleområde og kan måle både høje og lave tryk.
- Differenstryksensorer bruges normalt til mindre differenstrykmålingsområder.
- Absoluttrykssensorer har et måleområde, der afhænger af den specifikke anvendelse, men kræver normalt overvejelse af vakuumtilstanden.
4. Applikationsscenarier:
- Gauge pressure sensors are commonly used in industrial automation, automotive industry, medical equipment and other fields.
- Differential pressure sensors are widely used in flow measurement, liquid level measurement, gas analysis and other fields.
- Absoluttrykssensorer er mere fokuserede på atmosfærisk trykmåling, meteorologisk observation i høj højde og andre applikationer, der kræver nøjagtig trykmåling.
Konklusion
Manometertryksensorer, differenstryksensorer og absoluttryksensorer er de tre kernesensorer inden for trykmåling, hver med deres egne unikke funktioner og en bred vifte af applikationer. Gennem en dyb forståelse af deres driftsprincipper, måleobjekter og anvendelsesscenarier kan vi bedre vælge og bruge disse sensorer til at imødekomme målebehovene i forskellige felter. Efterhånden som teknologien fortsætter med at udvikle sig, vil ydeevnen og nøjagtigheden af disse sensorer fortsætte med at forbedres, hvilket giver mere pålidelige og nøjagtige måledata til industriel produktion og videnskabelig forskning.