Pregled tehnologije – tlačni senzorji

Keramično kapacitivna merilna celica je sestavljena iz osnovnega ohišja, dveh kondenzatorskih plasti, steklenega spojila in membrane.
Kondenzatorski plasti na osnovnem ohišju in membrana so podobne ploščnemu kondenzatorju in tvorijo merilni in referenčni kondenzator. Kadar se vzpostavi tlak, se razdalja med membrano in osnovnim ohišjem spremeni, zaradi česar se spremeni tudi kapacitivnost med elektrodama. Ta sprememba kapacitivnosti se oceni in nato pretvori v signal, ki je običajen v panogi.

Značilnosti:

• Območja tlaka od 100 mbar do 600 barov, vakuum do -1 bar
• Izjemno robustni z visokim nazivnim in razpočnim tlakom
• Delovanje brez drsenja > 100 milijonov tlačnih ciklov
• Visoka dolgoročna stabilnost in ponovljivost
• Suha merilna celica brez medija za polnjenje

Prednosti:

• Keramika se ne stara in ne poslabša (dolgoročna stabilnost)
• Odporna na dinamični največji tlak in kavitacijo
• Minimalni vplivi temperature na keramično merilno celico
• Visoka odpornost na kemikalije
• Nasprotna elektroda (podstavek) podpira diafragmo v primeru čezmernega tlaka

Slabosti:

• Potrebna je zatesnitev z elastomerom – za pline samo pod 25 barov
• Strukturno zapletena namestitev merilne celice v senzorju, zato je ohišje veliko in stroški večji

V teh merilnih celicah so vlečni merilniki v obliki rezistorjev priključeni na hrbtno stran membrane iz nerjavnega jekla in priključeni kot Wheatstonov most. To je mogoče vključiti kot debelo plast ali tanek film. Ko je merilna celica pod tlakom, se membrana deformira. S tem se sorazmerno spremeni izhodni signal tokokroga mostu, ki ga izmenično meri elektronika in se pretvori v izhodni signal, ki je običajen v panogi.

Značilnosti:

• Območja tlaka od 6 do 600 barov
• Primerni za plin do 600 barov
• Visoka dolgoročna stabilnost

Prednosti:

• Majhna velikost, velikost ključa 19 ali 22mm
• Namestitev brez zatesnitve, merilna celica je privarjena na procesni priključek
• Visok razpočni tlak
• Primeren za večje količine

Slabosti:

• Manjša odpornost na preobremenitev kot keramične kapacitivne merilne celice
  ⇒ zelo priporočamo blažilni element za uporabo z dinamičnim tlakom in kavitacijo

Te merilne celice uporabljajo piezoupornostni učinek. Ta opisuje spremembo električnega upora materiala zaradi tlaka ali napetosti. Ta sprememba upora se zapiše s tokokrogom mostu in se pretvori v izhodni signal, ki je običajen v panogi. Piezoupornostna silikonska merilna celica je povezana s tiskanim vezjem, ki je prevlečeno tako, da je univerzalno odporno na medije (onesnažen zrak, olje, voda, hladilno mazivo itn.).

Značilnosti:

• Primerna za pnevmatske senzorje
• Možno je merjenje diferencialnega tlaka

Prednosti:

• privlačna cena
• majhen senzorski element

Slabosti:

• ni odporna na agresivne medije brez dodatne zaščite