Цифровые манометры
Манометры давления в цифровом исполнении: применение, принцип работы
Для измерения давления жидкости и газов в различных промышленных системах или в бытовых условиях используются манометры. Эти приборы могут иметь разный принцип действия, конструкцию, класс точности, условия использования. Наиболее точным и удобным в применении является цифровой манометр давления (ЦМД).
Принцип действия
В настоящее время на рынке можно купить ЦМД различных типов как отечественного, так и зарубежного производства. Например, имеются простые цифровые манометры китайского производства для измерения давления в шинах автомобиля, цена которых составляет 150-200 руб., и высококачественные манометры немецкой компании WIKA ценой в несколько тысяч рублей.
Структурная схема ЦМД может включать:
- датчик давления (мембрана, трубка Бурдона);
- преобразователь механического перемещения в электрический сигнал (например, ферритовый стержень в катушке индуктивности);
- генератор сигнала, частота которого зависит от индуктивности, а, следовательно, от давления;
- процессор для обработки сигнала и выдачи информации на устройство отображения;
- дисплей для отображения величины давления в системе.
В ЦМД немецкого производства в качестве датчика давления используется кремниевая пластина с мембраной, на которую нанесена мостовая схема пьезорезисторов. При воздействии давления на мембрану происходит изменение сопротивления резисторов и разбалансировка моста. Сигнал, пропорциональный давлению, поступает в электронный блок, где происходит его усиление и оцифровка. Далее сигнал поступает на дисплей, где отображается величина измеренного давления.
Особенности
Особенностью ЦМД является наличие ЖК дисплея для отображения информации о величине давления. Наличие дисплея позволяет:
- точно считывать величину давления;
- в плохо освещенных местах включать подсветку;
- исключить ошибки, связанные с параллаксом и дрожанием стрелки при вибрации;
- считывать информацию о давлении в разных единицах (бар, кПа, PSI, кгс/см2).
Большинство качественных таких приборов имеют память для запоминания показаний, а также интерфейс для подключения к компьютеру.
Цифровые манометры для измерения давления имеют недостатки, связанные с их высокой стоимостью и необходимостью использования источников питания.
Применение
ЦМД могут применяться в различных областях техники. Широко используются такие приборы в быту. Например, для контроля давления в шинах автомобиля. В продаже имеется большое количество таких приборов. В основном, китайского производства.
Для применения в промышленности используются более качественные многофункциональные приборы. Такие приборы, наряду с отображением информации на ЖК дисплей могут выдавать аналоговый сигнал, который используется для автоматического регулирования давления в системе.
Вид давления
Цифровые манометры, как и приборы других типов, могут измерять виды давления:
- абсолютное;
- избыточное;
- разряжения (вакуум);
- дифференциальное (разность давлений).
Точность
Точность измерения физической величины определяется точностью измерительного прибора. Точность прибора оценивается через класс точности. Класс точности – это максимальная погрешность измерения прибора, отнесенная к диапазону используемой шкалы (в процентах).
Благодаря преимуществам цифровой обработки сигналов точность цифровых манометров, как правило, выше точности аналоговых. Например,немецкая компания Sika производит ЦМД базовой серии класса точности 0,5 и серии «Премиум» классов точности от 0,05 до 0,01. То есть, для прибора класса 0,01 при полной шкале измерений в 200 бар максимальная погрешность измерения составит всего 0,02 бар.