Bu gün sənayedə civə ilə barometrlər deyil, kifayət qədər müasir və etibarlı sensorlar istifadə olunur. Onların iş prinsipi dizayn xüsusiyyətlərindən asılı olaraq fərqlənir. Hamının həm üstünlükləri, həm də müəyyən mənfi cəhətləri var. Elektronikanın inkişafı sayəsində yarımkeçirici elementlərdə təzyiqin ölçülməsi üçün sensorlar həyata keçirmək mümkündür.
Elektron sensorlar nədir?
Su və ya hər hansı digər maye üçün elektron təzyiq sensorları parametrləri ölçməyə və onları xüsusi idarəetmə və ekran vahidləri ilə emal etməyə imkan verən cihazlardır. Təzyiq sensoru, çıxış parametrləri ölçülmüş yerdəki (tank, borular və s.) Təzyiqdən birbaşa asılı olan bir cihazdır. Üstəlik, onlar müxtəlif məcmu vəziyyətdə olan istənilən maddəni ölçmək üçün istifadə edilə bilər - maye, buxar, qaz.
Belə ehtiyacqurğular demək olar ki, bütün sənayenin avtomatik idarəetmə sistemləri üzərində qurulmasından qaynaqlanır. Bir şəxs yalnız konfiqurasiya, kalibrləmə, texniki xidmət və işə salma (dayandırma) həyata keçirir. İstənilən sistem avtomatik işləyir. Amma bu cür cihazlardan tibbdə də tez-tez istifadə olunur.
Element dizayn xüsusiyyətləri
İstənilən sensorlar həssas elementdən ibarətdir - onun köməyi ilə çeviriciyə təsir ötürülür. Həmçinin dizaynda siqnalın işlənməsi üçün bir dövrə və bir korpus var. Aşağıdakı təzyiq sensorları növlərini ayırd etmək olar:
- Piezoelektrik.
- Rezistiv.
- Kapasitiv.
- Piezo rezonansı.
- Maqnit (induktiv).
- Optoelektronik.
İndi isə gəlin hər bir cihaz növünə daha ətraflı baxaq.
Rezistiv elementlər
Bunlar yükün təsiri altında sensor elementin müqavimətini dəyişdirdiyi cihazlardır. Həssas membrana gərginlikölçən quraşdırılmışdır. Membran təzyiq altında əyilir, gərginlikölçənlər də hərəkət etməyə başlayır. Eyni zamanda onların müqaviməti də dəyişir. Nəticədə çeviricinin dövrəsində cərəyan gücündə dəyişiklik baş verir.
Deformasiyaölçənlərin elementlərini dartarkən uzunluq artır və en kəsiyinin sahəsi azalır. Nəticə müqavimətin artmasıdır. Elementlər sıxıldıqda əks proses müşahidə olunur. Əlbəttə ki, müqavimət ohm-un mində biri ilə dəyişir, buna görə də bunu tutmaq üçün sizə lazımdıryarımkeçiricilərə xüsusi gücləndiricilər qoyun.
Piezoelektrik sensorlar
Pyezoelektrik element cihazın dizaynının əsasını təşkil edir. Deformasiya baş verdikdə, piezo element müəyyən bir siqnal yaratmağa başlayır. Element təzyiqi ölçüləcək mühitə quraşdırılmışdır. Əməliyyat zamanı dövrədəki cərəyan təzyiqin dəyişməsi ilə düz mütənasib olacaq.
Belə cihazların bir xüsusiyyəti var - onlar təzyiq sabitdirsə, onu izləməyə imkan vermir. Buna görə də, yalnız təzyiqin daim dəyişdiyi halda istifadə olunur. Ölçülmüş dəyərin sabit dəyərində elektrik impulsunun yaradılması həyata keçirilməyəcək.
Piezo rezonans elementləri
Bu elementlər bir az fərqli işləyir. Gərginlik tətbiq edildikdə, pyezoelektrik element deformasiya olunur. Stress nə qədər yüksək olsa, deformasiya bir o qədər çox olar. Cihazın əsasını piezoelektrik materialdan hazırlanmış rezonator lövhə təşkil edir. Onun hər iki tərəfində elektrodlar var. Onlara gərginlik tətbiq olunan kimi material titrəməyə başlayır. Bu vəziyyətdə, boşqab bir istiqamətə və ya digərinə bükülür. Vibrasiya sürəti elektrodlara tətbiq olunan cərəyanın tezliyindən asılıdır.
Lakin boşqaba kənardan bir qüvvə təsir edərsə, o zaman lövhənin salınma tezliyində dəyişiklik olacaq. Avtomobillərdə istifadə olunan elektron hava təzyiq sensoru bu prinsiplə işləyir. Bu, avtomobilin yanacaq sisteminə daxil olan havanın mütləq təzyiqini qiymətləndirməyə imkan verir.
Kapasitiv cihazlar
Bu cihazlar ən populyardır,sadə dizayna malik olduqları üçün sabit işləyirlər və baxımda iddiasızdırlar. Dizayn bir-birindən müəyyən bir məsafədə yerləşən iki elektroddan ibarətdir. Bir növ kondansatör çıxır. Onun plitələrindən biri membrandır, üzərində təzyiq (ölçülmüş) təsir göstərir. Nəticədə plitələr arasındakı boşluq dəyişir (təzyiqlə mütənasib olaraq). Məktəb fizikası kursunuzdan bilirsiniz ki, kondansatörün tutumu plitələrin səth sahəsindən və onlar arasındakı məsafədən asılıdır.
Təzyiq sensorunda işləyərkən yalnız plitələr arasındakı məsafə dəyişir - bu parametrləri ölçmək üçün kifayətdir. Elektron yağ təzyiq sensorları tam olaraq bu sxemə uyğun olaraq qurulur. Bu tip strukturların üstünlükləri göz qabağındadır - onlar istənilən mühitdə, hətta aqressiv mühitdə də işləyə bilərlər. Onlar böyük temperatur fərqlərindən, elektromaqnit dalğalarından təsirlənmir.
İnduktiv sensorlar
İş prinsipi yuxarıda müzakirə edilən kapasitivlərə uzaqdan bənzəyir. Maqnit dövrəsindən müəyyən bir məsafədə Ş hərfi şəklində təzyiqə həssas keçirici membran quraşdırılmışdır (ətrafına induktor sarılır).
Bobinə gərginlik tətbiq edildikdə, maqnit axını yaranır. O, həm nüvə boyunca, həm də boşluqdan, keçirici membrandan keçir. Axın bağlanır və boşluq nüvənin keçiriciliyindən təxminən 1000 dəfə az keçiriciliyə malik olduğundan, onda hətta kiçik bir dəyişiklik endüktans dəyərlərində mütənasib dalğalanmalara səbəb olur.
Optoelektroniksensorlar
Sadəcə təzyiqi aşkarlayırlar, yüksək ayırdetmə qabiliyyətinə malikdirlər. Onlar yüksək həssaslığa və istilik sabitliyinə malikdirlər. Onlar kiçik yerdəyişmələri ölçmək üçün Fabry-Perot interferometrindən istifadə edərək işıq müdaxiləsi əsasında işləyirlər. Belə elektron təzyiq sensorları olduqca nadirdir, lakin onlar olduqca perspektivlidir.
Cihazın əsas komponentləri:
- Optik çevirici kristal.
- Diyafram.
- LED.
- Detektor (üç fotodioddan ibarətdir).
Qalınlığında cüzi fərqi olan Faby-Perot optik filtrləri iki fotodiodla birləşdirilir. Filtrlər, əks etdirən ön səthi olan silikon güzgülərdir. Onlar silikon oksid təbəqəsi ilə örtülür, səthə nazik bir alüminium təbəqəsi tətbiq olunur. Optik çevirici kapasitiv təzyiq sensoruna çox bənzəyir.
