Giới thiệu
Trong bài viết trước, chúng tôi đã trình bày chi tiết việc phân loại cảm biến áp suất theo tham chiếu đo lường, bao gồm cảm biến áp suất tuyệt đối, cảm biến áp suất đo và cảm biến áp suất chênh lệch. Chúng tôi đã khám phá các nguyên tắc làm việc, kịch bản ứng dụng và các yếu tố lựa chọn chính của họ, đặt nền tảng cho việc chọn cảm biến áp suất phù hợp. Nếu bạn chưa đọc phần trước, bạn có thểbấm vào đâyđể đọc nó. Tuy nhiên, bên cạnh tham chiếu đo lường, cảm biến áp suất còn có thể được phân loại theo công nghệ. Việc hiểu rõ các loại cảm biến áp suất khác nhau bằng công nghệ có thể giúp chúng ta tìm ra cảm biến phù hợp nhất và có hiệu suất cao nhất cho các ứng dụng cụ thể.
Việc lựa chọn cảm biến áp suất theo công nghệ là rất quan trọng vì các công nghệ khác nhau có sự khác biệt đáng kể về nguyên tắc đo, độ chính xác, thời gian phản hồi, độ ổn định nhiệt độ, v.v. Cho dù trong tự động hóa công nghiệp, thiết bị y tế, hàng không vũ trụ hay giám sát môi trường, việc chọn loại cảm biến áp suất phù hợp có thể nâng cao đáng kể độ tin cậy và hiệu quả của hệ thống. Vì vậy, bài viết này sẽ đi sâu vào nguyên lý làm việc, các kịch bản ứng dụng cũng như ưu nhược điểm của cảm biến áp suất áp điện, điện dung, áp điện, cảm ứng và sợi quang, giúp bạn đưa ra lựa chọn sáng suốt nhất trong số nhiều phương án.
Cảm biến áp suất áp điện
Định nghĩa và nguyên tắc làm việc
Cảm biến áp suất Piezoresistive đo áp suất thông qua sự thay đổi điện trở do áp suất tác dụng gây ra. Nguyên lý làm việc dựa trênhiệu ứng áp điện, trong đó điện trở của vật liệu thay đổi khi nó trải qua biến dạng cơ học (chẳng hạn như áp suất). Thông thường, cảm biến áp suất áp điện được làm bằng màng silicon, gốm hoặc kim loại. Khi áp suất tác dụng lên những vật liệu này, sự thay đổi điện trở của chúng sẽ được chuyển thành tín hiệu điện.
Kịch bản ứng dụng
Cảm biến áp suất Piezoresistive được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau, như ô tô, thiết bị y tế, thiết bị gia dụng và tự động hóa công nghiệp. Trong ngành công nghiệp ô tô, họ đo áp suất dầu động cơ và áp suất lốp. Trong các thiết bị y tế, chúng được sử dụng để đo huyết áp và áp lực hệ hô hấp. Trong tự động hóa công nghiệp, cảm biến áp điện theo dõi áp suất trong hệ thống thủy lực và khí nén.
Các cảm biến áp suất áp điện dòng XDB, chẳng hạn nhưXDB315VàXDB308loạt, mở rộng hơn nữa khả năng của các ứng dụng này. Máy phát áp suất dòng XDB315 sử dụng màng vệ sinh màng phẳng silicon khuếch tán có độ chính xác cao và độ ổn định cao, có chức năng chống tắc nghẽn, độ tin cậy lâu dài và độ chính xác cao, khiến chúng đặc biệt phù hợp với các ngành có yêu cầu vệ sinh cao, chẳng hạn như thực phẩm và dược phẩm. Bộ truyền áp suất dòng XDB308, với công nghệ cảm biến áp điện tiên tiến và nhiều tùy chọn đầu ra tín hiệu khác nhau, mang lại độ ổn định lâu dài tuyệt vời, phù hợp với nhiều môi trường và môi trường tương thích với SS316L.
Ưu điểm và nhược điểm
Cảm biến áp suất Piezoresistive mang lại độ chính xác cao, độ tuyến tính tốt và thời gian đáp ứng nhanh. Ngoài ra, chúng thường có kích thước nhỏ và phù hợp cho các ứng dụng bị giới hạn về không gian. Tuy nhiên, những cảm biến này cũng có một số nhược điểm, chẳng hạn như độ nhạy với sự thay đổi nhiệt độ, có thể cần phải bù nhiệt độ. Hơn nữa, độ ổn định lâu dài của chúng trong các ứng dụng áp suất cao có thể không tốt bằng các loại cảm biến khác.
Cảm biến áp suất điện dung
Định nghĩa và nguyên tắc làm việc
Cảm biến áp suất điện dung phát hiện áp suất bằng cách đo sự thay đổi điện dung do áp suất tác dụng. Những cảm biến này thường bao gồm hai tấm điện cực song song. Khi áp suất được tác dụng, khoảng cách giữa các bản này thay đổi, dẫn đến điện dung thay đổi. Sự thay đổi điện dung sau đó được chuyển đổi thành tín hiệu điện có thể đọc được.
Kịch bản ứng dụng
Cảm biến áp suất điện dung được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống đo mức chất lỏng, phát hiện khí và chân không. Trong phép đo mức chất lỏng, họ xác định mức bằng cách đo sự thay đổi chiều cao chất lỏng. Trong phát hiện khí, họ đo áp suất và lưu lượng khí. Trong hệ thống chân không, chúng theo dõi sự thay đổi áp suất bên trong.
Máy phát áp suất điện dung/chênh lệch áp suất dòng XDB602, với thiết kế bộ vi xử lý mô-đun và công nghệ cách ly kỹ thuật số tiên tiến, đảm bảo độ ổn định và khả năng chống nhiễu đặc biệt. Cảm biến nhiệt độ tích hợp cải thiện độ chính xác của phép đo và giảm độ lệch nhiệt độ, cùng với khả năng tự chẩn đoán mạnh mẽ, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng có độ chính xác cao trong tự động hóa công nghiệp và kiểm soát quy trình.
Ưu điểm và nhược điểm
Cảm biến áp suất điện dung có độ nhạy cao, tiêu thụ điện năng thấp và ổn định nhiệt độ tốt. Ngoài ra, cấu trúc đơn giản của chúng mang lại cho chúng tuổi thọ dài. Tuy nhiên, chúng nhạy cảm với sự thay đổi độ ẩm và có thể cần được bảo vệ bổ sung trong môi trường có độ ẩm cao. Hơn nữa, cảm biến điện dung có thể không hoạt động tốt trong các ứng dụng áp suất cao.
Cảm biến áp suất áp điện
Định nghĩa và nguyên tắc làm việc
Cảm biến áp suất áp điện đo áp suất bằng hiệu ứng áp điện, trong đó một số vật liệu tinh thể nhất định tạo ra điện tích khi chịu áp suất cơ học. Những vật liệu này thường bao gồm thạch anh, bari titanat và gốm áp điện. Khi áp suất được tác dụng, chúng tạo ra các tín hiệu điện tỷ lệ với áp suất tác dụng.
Kịch bản ứng dụng
Cảm biến áp suất áp điện được sử dụng rộng rãi trong động lực họcđo áp suất, chẳng hạn như thử nghiệm tác động, nghiên cứu vụ nổ và đo độ rung. Trong ngành hàng không vũ trụ và ô tô, chúng đo áp suất đốt động cơ và sóng xung kích. Trong tự động hóa công nghiệp, chúng theo dõi độ rung và ứng suất cơ học.
Ưu điểm và nhược điểm
Cảm biến áp suất áp điện cung cấp đáp ứng tần số cao, hiệu suất động tốt và độ nhạy cao, khiến chúng phù hợp để đo áp suất thay đổi nhanh chóng. Tuy nhiên, chúng không thể được sử dụng để đo áp suất tĩnh vì chúng không thể duy trì điện tích theo thời gian. Chúng cũng nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ và có thể yêu cầu bù nhiệt độ.
Cảm biến áp suất cảm ứng
Định nghĩa và nguyên tắc làm việc
Cảm biến áp suất cảm ứng phát hiện áp suất bằng cách đo sự thay đổi độ tự cảm do áp suất tác dụng. Những cảm biến này thường bao gồm một cuộn dây cảm ứng và một lõi di động. Khi có áp suất tác dụng, vị trí của lõi thay đổi, làm thay đổi độ tự cảm của cuộn dây. Sự thay đổi điện cảm sau đó được chuyển đổi thành tín hiệu điện có thể đọc được.
Kịch bản ứng dụng
Cảm biến áp suất cảm ứng chủ yếu được sử dụng trong môi trường nhiệt độ cao và môi trường công nghiệp khắc nghiệt, chẳng hạn như giám sát áp suất tuabin và hệ thống chất lỏng nhiệt độ cao. Trong ngành dầu khí, họ đo áp suất lỗ khoan. Trong tự động hóa công nghiệp, chúng giám sát áp suất của chất khí và chất lỏng ở nhiệt độ cao.
Ưu điểm và nhược điểm
Cảm biến áp suất cảm ứng mang lại sự ổn định nhiệt độ tốt và độ chính xác cao, phù hợp với môi trường nhiệt độ cao và khắc nghiệt. Cấu trúc mạnh mẽ của chúng mang lại độ tin cậy lâu dài. Tuy nhiên, những cảm biến này tương đối lớn và có thể không phù hợp với các ứng dụng bị giới hạn về không gian. Ngoài ra, tốc độ phản hồi của chúng tương đối chậm, khiến chúng ít phù hợp hơn với các phép đo áp suất thay đổi nhanh chóng.
Cảm biến áp suất sợi quang
Định nghĩa và nguyên tắc làm việc
Cảm biến áp suất sợi quang phát hiện áp suất bằng cách đo sự thay đổi tín hiệu ánh sáng do áp suất tác dụng. Những cảm biến này sử dụng các biến thể về cường độ ánh sáng, pha hoặc bước sóng trong sợi quang để phản ánh sự thay đổi áp suất. Khi áp lực tác động lên sợi, tính chất vật lý của nó thay đổi, làm thay đổi tín hiệu ánh sáng.
Kịch bản ứng dụng
Cảm biến áp suất sợi quang được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực y tế, giám sát môi trường và thăm dò dầu khí. Trong lĩnh vực y tế, họ đo huyết áp và áp lực bên trong cơ thể. Trong giám sát môi trường, họ phát hiện áp lực đại dương và nước ngầm. Trong thăm dò dầu khí, họ đo áp suất trong quá trình khoan.
Ưu điểm và nhược điểm
Cảm biến áp suất sợi quang có khả năng chống nhiễu điện từ, phù hợp cho các phép đo khoảng cách xa và độ nhạy cao. Đặc tính vật liệu của chúng cho phép chúng hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt. Tuy nhiên, những cảm biến này rất tốn kém, việc lắp đặt và bảo trì chúng rất phức tạp. Chúng cũng nhạy cảm với hư hỏng cơ học, đòi hỏi phải xử lý và bảo vệ cẩn thận.
Bằng cách hiểu rõ nguyên tắc làm việc, kịch bản ứng dụng cũng như ưu điểm và nhược điểm của các loại cảm biến áp suất khác nhau theo công nghệ, chúng ta có thể đưa ra những lựa chọn sáng suốt hơn cho các ứng dụng cụ thể, đảm bảo rằng các cảm biến được chọn đáp ứng yêu cầu và cải thiện độ tin cậy cũng như hiệu quả của hệ thống.
Thời gian đăng: 12-07-2024