Zakladnı pojmy. F p = [Pa, N, m 2 ] S. Definice tlaku: Sıla pusobıcı kolmo na jednotku plochy. atmosfericky tlak. absolutnı tlak.

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Zakladnı pojmy. F p = [Pa, N, m 2 ] S. Definice tlaku: Sıla pusobıcı kolmo na jednotku plochy. atmosfericky tlak. absolutnı tlak."

Lubomír Bureš
před 5 lety
Počet zobrazení:

1 Snímače tlaku

2 Zakladnı pojmy F Definice tlaku: Sıla pusobıcı kolmo na jednotku plochy F p = [Pa, N, m 2 ] S p Pr etlak tlakova diference atmosfericky tlak absolutnı tlak Podtlak absolutnı nula t 2

3 ozdů lenı tlakomů ru F F Podle merený ho tlaku manometry - pretlak barometry - atmosfericky tlak vakuometry - podtlak diferenc nı tlakomá ry - tlakova diference Podle principu kapalinove pıstove deformac nı 3

4 Deformacnı tlakomů ry s mech. vy stupem F F Princip Prevod tlaku na sılu, ktera zpusobı pruznou deformaci tlakomá rne ho c lenu Druhy tlakomernych c lenu membrana vlnovec bourdonova trubice 4

5 F F F Membrana Tlakomů rne cleny tenka pruzna deska kruhove ho tvaru soustredne vlny (linearita, pruznost) uzavrena v prı rubach vyztuzena strednı cast material - pryz, nerezova ocel, tombak, kremık máricı rozsah - 1 kpa az 1MPa maly zdvih Vlnovec kovova trubice vyvalcovana do vln material - nerezova ocel, tombak máricı rozsah - do 25MPa vá tsı zdvih Bourdonova trubice ovalny nebo elipticky prurez material - nerezova ocel, tombak nejvyssı tlaky 5

6 Deformacnı tlakomů ry s el. vy stupem F deformac nıc len prevodnık (sıla fi el. velic ina) Tenzometry (snımace mechanickeho namahanı) ó odporove ó kapacitnı ó piezoelektricke ó opticke Odporove tenzometry rozdů lenı 6

Dratový tenzometry Tenzometry s volnou mrızkou nelepı se na objekt Odporove kovove tenzometry do pruzneho clenu jsou vetknuty izol. kolıcky (safır) mezi kolıcky je ná kolik zavitu odpor.

7 Dratový tenzometry Tenzometry s volnou mrızkou nelepı se na objekt Odporove kovove tenzometry do pruzneho clenu jsou vetknuty izol. kolıcky (safır) mezi kolıcky je ná kolik zavitu odpor. dratku vyhoda - nezkresleny prenos deformace z objektu na senzor Tenzometry lepene (obr. a) odporovy dratek je prilepen k izolacnı podlozce izolac nı podlozka se lepı na silomá rny c len a) b) c) Foliový tenzometry Lepene fol. tenzometry (obr. b) tenke kovove folie (5µm) nosne izolacnı podlozky (napr. polyamid tl. 20 µm) nejpouzıvaná jsı kovove tenzometry realizace na membraná (rozeta) Vrstvový tenzometry Naprasovane tenzometry (obr. c) vytvoreny na tlakomá rnem clenu dielektricka vrstva kovova vrstva vytvorenı tenzometru fotolitograf. cestou 7

8 Odporove polovodicove tenzometry Vlastnosti velkacitlivost teplotnı zavislost odporu snadnaintegrace do silomů rneho clenu Monokrystalický lepený tenzometry desticka z monokrystalu kremıku tenzometr se lepı na silomá rny c len Snımac tlaku se silomernym c lenem tlakomá rny clen - vlnovec (1) silomá rny c len - vetknuty nosnık (2) nalepene tenzometry (3) nevy hody - mechanicke prvky, zkresleny prenos deformace na tenzometry nahrada cidly s difundovany mi tenzometry 8

prevodnık do mıst namahanych na tlak a tah jsou difundovany tenzometry struktura

9 Princip Polovodicove difundovane tenzometry tenkasi membrana - tlakomá rny clen tenzom. prevodnık do mıst namahanych na tlak a tah jsou difundovany tenzometry struktura difundovaneho tenzometru Polykrystalický tenzometry naprasovanı polovodic ove ho tenzometru pouzitı pro nenarocne aplikace (dom. spotrebice, automobilovy prumysl) 9

10 10 Můricı obvody pro odporove tenzometry U v U N = N V U U ( ) ( ) N U = Odvozenı vystupnıho napá tı mustku Stejnosmů rne mu stky nejpouzıvaná jsı metody nevyhody - drift ss zesilovacu, vznik termoelektrickeho napá tı

11 Můricı obvody pro odporove tenzometry III Vy hody zapojenı se ctyrmi tenzometry (plny mu stek) ó minimalizace nelinearity ó citlivost (c tyrnasobna) ó chyba vlivem teploty je nulova (stejne tenzometry) ó minimalnı chyby vlivem odporu prı vodu ó vliv prı vodu lze potlacit napajenım ze zdroje I Strıdave mu stky odstraná nı nestalost nuly stejnosmá rnych zesilovacu odstraná nı nezadoucıch termoelektrickych napá tı nevyhody - vliv parazitnıch impedancı Můricı obvody s proudovy mi zdroji proud nesmı vytvaret velkou vykonovou ztratu pouzitı monolitickeho IO napr. XT101, ktery obsahuje: o dva zdroje proudu o rozdılovy zesilovac o prevodnık na unifikovany signal U V e -e I e e I 13

12 Provedenı snımace tlaku 1 oddá lovacı membrana 2 kapalinova napln 3 prı ruba 4 cidlo tlaku 5 pouzdro 6 zdroj proudu 7 prıvodnı kabel 1 kremıkova membrana 2 pouzdro 3 vyvody 14

13 Foto snımacu tlaku 15

14 Kapacitnı snımace tlaku Princip prevod tlaku na kapacitu máricıho kondenzatoru elektrody: predpjata kovova membrana (uzemná no) pevna elektroda na izolacnım podkladu Vlastnosti Pouzitı zmá na tlaku má nı vzduchovou mezeru kondenzatoru nelinearita (zmá na vzduch. mezery), nehomogennı pole teplotnı zavislost zpusobena dilatacı elektrod snımace tlakove diference - kompenzace negativnıch vlivu velka rozlisovacı schopnost vysoka pretızitelnost 16

Kapacitnı snımace tlaku s oddů lovacı kapalinou M membrana - strednı elektroda I izolant (sklo) OM oddá lovacı membrana K kapalinova napln (silikonovy olej)

15 Kapacitnı snımace tlaku s oddů lovacı kapalinou M membrana - strednı elektroda I izolant (sklo) OM oddá lovacı membrana K kapalinova napln (silikonovy olej) Má ricı kondenzator: ó strednı membrana ó pevne elektrody na izolantu - mech. zarazka proti pretızenı Membrana je v prostoru vyplná nem silikonovym olejem K 17

16 Optoelektronicke deformacnı snımace Snımac s optoelektronickym clonicım senzorem Princip zdroj I ozaruje refer. (A ) i aktivnı fotodiodu (A X ) clonka máricı membrany zastinuje aktivnı fotodiodu máreny tlak je ň má rny U X /U pomá rne má renı potlac uje vliv: kolısanı intenzity zdroje starnutı soucastek (zmá na citlivosti diod) tepelnych efektu inteligentnı snımac obsahuje: A/D prevodnık s dvojı integracı kompenzaci nelinearity diod tabulkou (POM) 19

Snımac tlaku s opticky mi vlakny Princip zmá na ň tlumu optickeho vlakna pri mikroohybech vyvolanych tlakem ohyby má nı geometrii rozhranı plas - jadro a

17 Snımac tlaku s opticky mi vlakny Princip zmá na ň tlumu optickeho vlakna pri mikroohybech vyvolanych tlakem ohyby má nı geometrii rozhranı plas - jadro a zvysujı ň tlum optimalnı roztec zubu hrebınku (pri vlakna 60µm) je 3 mm vychylka x je ra dová v jednotkach µm snımace jsou vhodne do teploty cca 400 C 20

18 XT101 Precision, Low Drift 4-20mA TWO-WIE TANSMITTE FEATUES INSTUMENTATION AMPLIFIE INPUT Low Offset Voltage, 30µV max Low Voltage Drift, 0.75µV/ C max Low Nonlinearity, 0.01% max TUE TWO-WIE OPEATION Power and Signal on One Wire Pair Current Mode Signal Transmission High Noise Immunity DUAL MATCHED CUENT SOUCES WIDE SUPPLY ANE: 11.6V to 40V 40 C to 85 C SPECIFICATION ANE SMALL 14-PIN DIP PACKAE, CEAMIC AND PLASTIC DESCIPTION The XT101 is a microcircuit, 4-20mA, two-wire transmitter containing a high accuracy instrumentation amplifier (IA), a voltage-controlled output current source, and dual-matched precision current reference. This combination is ideally suited for remote signal conditioning of a wide variety of transducers such as thermocouples, TDs, thermistors, and strain gauge bridges. State-of-the-art design and laser-trimming, wide temperature range operation and small size make it very suitable for industrial process control applications. In addition, the optional external transistor allows even higher precision. The two-wire transmitter allows signal and power to be supplied on a single wire-pair by modulating the power supply current with the input signal source. The transmitter is immune to voltage drops from long runs and noise from motors, relays, actuators, switches, transformers, and industrial equipment. It can be used by OEMs producing transmitter modules or by data acquisition system manufacturers. APPLICATIONS INDUSTIAL POCESS CONTOL Pressure Transmitters Temperature Transmitters Millivolt Transmitters ESISTANCE BIDE INPUTS THEMOCOUPLE INPUTS TD INPUTS CUENT SHUNT (mv) INPUTS PECISION DUAL CUENT SOUCES AUTOMATED MANUFACTUIN POWE/PLANT ENEY SYSTEM MONITOIN e 1 Span e I EF1 I EF XT Optional Offset Null V CC 8 9 (1) 13 E (1) 12 B Optional External Transistor I OUT NOTE: (1) Pins 12 and 13 are used for optional BW control. International Airport Industrial Park Mailing Address: PO Box 11400, Tucson, AZ Street Address: 6730 S. Tucson Blvd., Tucson, AZ Tel: (520) Twx: Internet: FAXLine: (800) (US/Canada Only) Cable: BBCOP Telex: FAX: (520) Immediate Product Info: (800) Burr-Brown Corporation PDS-627 Printed in U.S.A. October, 1993

19 0.9852mA mA 1.8kΩ 2mA LM V Voltage ef 300Ω S XT µF 4.7kΩ FIUE 14. Bridge Input, Voltage Excitation. 300Ω 2mA 1mA Type J 1mA This circuit has down scale burn-out indication. S J XT101 15Ω TD 100Ω 20Ω Zero Adjust S XT kΩ 2.5kΩ FIUE 15. Bridge Input, Current Excitation. FIUE 16. Thermocouple Input with TD Cold Junction Compensation. 1mA Type J 1mA 2kΩ This circuit has down scale burn-out indication. 1mA 1mA This circuit has up scale burn-out indication. 20Ω 51Ω S XT101 15Ω TD 100Ω 20Ω Zero Adjust S XT101 Zero Adjust 2.5kΩ 2.5kΩ FIUE 17. Thermocouple Input with Diode Cold Junction Compensation. FIUE 18. Thermocouple Input with TD Cold Junction Compensation. XT101 12

Podobné dokumenty

Snımace tlaku. VOS a SPS Kutna Hora

Snımace tlaku. VOS a SPS Kutna Hora Snımace tlaku VOS a SPS Kutna Hora 1 Zakladnı pojmy F Definice tlaku: Sıla pusobıcı kolmo na jednotku plochy F p = [Pa, N, m 2 ] S p Pr etlak tlakova diference atmosfericky tlak absolutnı tlak Podtlak