Датчики для измерения давления

Промышленным датчиком для измерения давления жидкостей или газов в трубах, сосудах является манометр электрический бесшкальный.

Такой датчик имеет выходное электрическое напряжение , пропорциональное измеряемому давлению P.

,

где k – коэффициент пропорциональности.

Схематическая конструкция датчика представлена на рис. 2.10.

Перемещение измерительной мембраны под действием измеряющего давления P в трубе или сосуде передаётся через тягу или шток на стальной сердечник дифференциально-трансформаторного преобразователя (рис. 2.11).

Дифференциально-трансформаторный преобразователь состоит из трёх обмоток – сетевой или первичной 1 и двух вторичных 2 и 3. Между обмотками находится сердечник 4, получающий перемещение под действием элементов, перемещение которых в свою очередь необходимо измерять. Принцип действия датчика следующий. Если сердечник 4 занимает симметричное положение (среднее) относительно вторичных обмоток 2 и 3, то в них наводятся, как в трансформаторе, равные амплитуды напряжения и , фазы этих напряжений противоположны (рис. 2.11б), при сложении напряжений и суммарное выходное напряжение равно нулю.

Рис. 2.10. Схематическая конструкция бесшкального электрического манометра

Рис. 2.11. Дифференциально-трансформаторный преобразователь:

а – принципиальная электрическая схема; б – изменение напряжения на обмотках датчика при различных положениях сердечника

При перемещении сердечника, например вниз (давление уменьшилось), напряжение становится по амплитуде больше напряжения и их алгебраическая сумма равна напряжению выхода . Амплитуда напряжения на выходе датчика пропорциональна перемещению сердечника, а фаза напряжения характеризует направление перемещения относительно среднего положения. Это значит, что таким датчиком можно измерять как избыточное давление, так и разрежение (например, в топке котла).

В качестве датчика давления может применяться электроконтактный манометр. Это шкальное устройство с переставным электрическим контактом или двумя контактами, например для регулирования давления по верхнему и нижнему значению. При достижении стрелки электрического контакта этот контакт замыкается или размыкается, и в результате включается исполнительное устройство. Электроконтактные манометры широко применяются для автоматизации систем теплоснабжения.