Если Вы нашли ошибку на нашем сайте, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
Преобразователь давления. Общая информация
![]() Датчик давления общепромышленный PTE5000 ![]() Датчик давления общепромышленный CER-1 ![]() Преобразователь абсолютного давления. Датчики Klay. |
Преобразователь давления — измерительный прибор, предназначенный для непрерывного измерения давления различных сред и последующего преобразования измеренного значения в унифицированный выходной сигнал по току или напряжению. Преобразователи давления часто называют датчиками давления. Давление определяется как единица силы создаваемая на единицу площади поверхности. В системе СИ единицей измерения давления является Паскаль (Па). Один Паскаль равен силе в один Ньютон, приложенной на площадь в один квадратный метр (Па = Н / м2). В зависимости от вида измеряемого давления, преобразователи давления делятся на:
|
Единицы | Па | кПа | МПа | кгс/м2 | кгс/см2 | мм рт.ст. | мм вод.ст. | бар |
1 Па | 1 | 10–3 | 10–6 | 0,101 971 6 | 10,197 16 х 10–6 | 0,007 500 62 | 0,101 971 6 | 0,000 01 |
1 кПа | 1 000 | 1 | 10–3 | 101,971 6 | 0,010 197 16 | 7,500 62 | 101,971 6 | 0,01 |
1 МПа | 1 000 000 | 1 000 | 1 | 101 971,6 | 10,197 16 | 7 500,62 | 101 971,6 | 10 |
1 кгс/м2 | 9,806 65 | 9,806 65 х 10–3 | 9,806 65 х 10–6 | 1 | 0,000 1 | 0,073 555 9 | 1 | 98,066 5 х 10–6 |
1 кгс/см2 | 98 066,5 | 98,066 5 | 0,098 066 5 | 10 000 | 1 | 735,559 | 10 000 | 0,980 665 |
1 мм рт.ст. (при 0 °C) | 133,322 4 | 0,133 322 4 | 0,000 133 322 4 | 13,595 1 | 0,001 359 51 | 1 | 13,595 1 | 0,001 332 24 |
1 мм вод.ст. (при 0 °C) | 9,806 65 | 9,807 750 х 10–3 | 9,806 65 х 10–6 | 1 | 0,000 1 | 0,073 555 9 | 1 | 98,066 5 х 10–6 |
1 бар | 100 000 | 100 | 0,1 | 10 197,16 | 1,019 716 | 750,062 | 10 197,16 | 1 |
Конструкция преобразователей давления
На рисунке снизу приведена общая схема конструкции преобразователей давления. В зависимости от типа датчика, производителя прибора и особенностей применения, конструкция может меняться. Данная схема предназначена для ознакомления с основными элементами типового измерительного преобразователя давления.

- 1. Кабельный ввод
Эта часть преобразователя давления используется для герметичного ввода электрического кабеля в датчик. Как правило, используется сальниковый ввод типа PG9, но встречаются и другие варианты подсоединения (например PG16, M20x1,5).
- 2. Клеммы
Клеммы необходимы для физического подключения электрических проводов к датчику. На сегодняшний день подавляющее большинство преобразователей давления используют
2-проводную схему подключения с выходным сигналом4…20 мА . - 3. Плата питания / искорзащиты
Данная плата осуществляет распределение электрической энергии между электронными компонентами датчика. У преобразователей во взрывобезопасном исполнении на данной плате реализуется функция искрозащиты. У недорогих датчиков давления (например, PTE5000), как правило, плата питания и преобразовательная плата совмещены.
- 4. Корпус электроники
Часть датчика давления, в которой расположены плата питания и преобразовательная плата. У преобразователей низкой ценовой категории (WIKA, BD Sensors) корпус электроники и корпус собственно датчика представляют одно целое. Наличие отдельного корпуса для электроники характерно только для высококачественных преобразователей давления (например
KLAY-INSTRUMETNS , EMERSON, VALCOM, YOKOGAWA). - 5. Преобразовательная плата
Это одна из самых важных частей преобразователей давления. Данная плата осуществляет преобразование сигнала от первичного сенсора в унифицированный электрический сигнал по току или по напряжению.
- 6. Корпус датчика
Основная механическая часть, представляющая собой собственно тело преобразователя.
- 7. Провода и атмосферная трубка
Провода, как правило, представляют собой кабельный шлейф, соединяющий выводы сенсора и преобразовательную плату. Атмосферная трубка используется в датчиках избыточного и вакууметрического давления для осуществления связи чувствительного элемента (сенсора давления) с атмосферным давлением.
- 8. Технологическое соединение
Эта часть преобразователей давления используется для физического подключения датчика к процессу (к трубопроводу, емкости, аппарату). Наиболее распространенным соединением является резьбовое манометрическое подсоединение G1/2" по стандарту DIN 16288 и резьба М20х1,5. Также широко встречаются соединения G1/4", G1", фланцевые соединения. В пищевой промышленности распространены специальные санитарные соединения, например молочная гайка DIN 11851,
DRD-фланец , хомутыTri-clamp .В ассортименте
ООО «КИП-Сервис» есть специальные преобразователи давления для применения в пищевой (молочной, пивоваренной) промышленности. Это приборы производстваKLAY-INSTRUMENTS BV — датчики давления серии8000-SAN и интеллектуальные датчики давления серии2000-SAN , которые полностью удовлетворяют всем требованиям пищевой промышленности по гигиене, точности измерений и температурным режимам. - 9. Сенсор давления (первичный преобразователь)
Сенсор давления — один из ключевых элементов любого преобразователя давления. Данный элемент непосредственно осуществляет преобразование действующего на него давления в электрический сигнал, который потом унифицируется на преобразовательной плате. На сегодняшний день существует несколько способов преобразования давления в электрический сигнал. В промышленности применяются индуктивный, емкостной и тензорезистивный методы преобразования. Самым распространенным является тензорезистивный.
Данный метод основан на явлении тензоэффекта в металлах и полупроводниках. Тензорезисторы соединенные в мостовую схему (мост Уитстона) под действием давления изменяют свое сопротивление, что приводит к разбалансу моста. Разбаланс прямо пропорционально зависит от степени деформации резисторов и, следовательно, от приложенного давления.
На рынке существует 4 основных типа сенсоров, основанных на тензорезистивном методе преобразования, которые используют все существующие производители преобразователей давления. Рассмотрим каждый тип отдельно.
Типы сенсоров.
1. Толстопленочные сенсоры на металлической/керамической мембране
Данный тип тензорезистивных сенсоров является самых дешевым, и, как следствие, широко используется для производства недорогих преобразователей давления неагрессивных сред (вода, воздух, пар).
Толстопленочные сенсоры обладают следующими особенностями:
![]() |
|
2. Тонкопленочные сенсоры на стальной мембране
Тонкопленочные сенсоры на стальной мембране были разработаны специально для применения в составе преобразователей высокого (более 100 бар) давления. Они обеспечивают хорошую линейность и повторяемость при работе с высокими значениями давления.
Особенности тонкопленочных сенсоров:
![]() |
|
3. Керамические тензорезистивные сенсоры
Данный вид сенсоров используется для высокоточного измерения давления сред, не агрессивных к материалу керамики (как правило Al2O3), кроме пищевых продуктов (т. к. необходимо использование уплотнителя сенсора) и вязких сред. Данный тип сенсоров используют практически все ведущие производители преобразователей давления.
Особенности:
![]() |
|
4. Кремниевые тензорезистивные сенсоры
Кремниевые тензорезистивные сенсоры широко применяются всеми ведущими производителями преобразователей давления в сочетании с защитной разделительной мембраной из нержавеющей стали (или других химически стойких сплавов) для высокоточного измерения давления различных сред.
Использование сварной разделительной мембраны из нерж. стали позволяет применять данный тип сенсоров в пищевой промышленности и для вязких сред.
Особенности:
![]() |
|