سنسورهای فشار صنعتی: راهنمای انتخاب برای مهندسان و تیم های تدارکاتی

چه چیزی سنسور فشار را برای تجهیزات صنعتی مناسب می کند

یک سنسور فشار، نیروی مکانیکی اعمال شده توسط گاز یا مایع بر عنصر حسگر را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. اصل کار ساده است، اما محیط های صنعتی سطح را بالا می برند. سنسور نصب شده در یک ماشین تولیدی ممکن است با دمای محیط از -20 تا 85 درجه سانتیگراد، امواج ولتاژ تغذیه، تداخل الکترومغناطیسی، لرزش و ماهها کار مداوم مواجه شود. باید خوانش‌های قابل تکرار را تحت همه این شرایط ارائه کند، نه فقط در میز کالیبراسیون.

سنسورهای فشار MEMS به طور پیش فرض برای این نوع وظیفه تبدیل شده اند. آنها برای محفظه های فشرده به اندازه کافی کوچک هستند، می توان آنها را در حجم های بالا با کنترل دقیق فرآیند تولید کرد، و به طور بحرانی، می توان آنها را قبل از حمل و نقل در کارخانه جبران و کالیبره کرد. این ترکیبی از اندازه کوچک، هزینه کم به ازای هر واحد، و پیرایش در سطح کارخانه به همین دلیل است که قطعات MEMS بر حسگر فشار صنعتی مدرن تسلط دارند.

گیج، مطلق یا دیفرانسیل: تنظیم مرجع اندازه گیری

اولین تصمیم مربوط به مشخصات، حساسیت نیست. مرجعی است که فشار بر اساس آن اندازه گیری می شود. سنسورهای فشار صنعتی به سه خانواده تقسیم می شوند و هر خانواده به سؤال متفاوتی پاسخ می دهد.

سنسورهای گیج هوا را به اتمسفر می‌دهند، بنابراین به طور طبیعی فشار محیط را می‌خوانند. سنسورهای مطلق یک مرجع خلاء را در یک طرف دیافراگم مهر و موم می کنند و زمانی که تغییرات فشارسنجی در غیر این صورت اندازه گیری را خراب می کند، انتخاب مناسبی هستند. سنسورهای دیفرانسیل هر دو طرف عنصر حسگر را در معرض دو فشار متفاوت قرار می دهند و تفاوت را گزارش می کنند. برای تشخیص گرفتگی فیلتر، متعادل کردن جریان هوا، و اندازه‌گیری جریان در سراسر محدودیت‌ها، سنجش فشار تفاضلی در کاربردهای مهندسی مدرن اغلب مستقیم ترین و قابل اطمینان ترین رویکرد است، زیرا یک اختلاف فشار کوچک را می توان بدون کم کردن دو مقدار مطلق بزرگ حل کرد.

خروجی آنالوگ یا دیجیتال: رابط را با کنترلر خود مطابقت دهید

هنگامی که مرجع فشار ثابت شد، سوال بعدی این است که چگونه قرائت سنسور را ترک می کند. این تصمیم بیشتر بر بقیه قطعات الکترونیکی تأثیر می گذارد تا خود عنصر حسگر.

خروجی آنالوگ: کار جلویی بیشتر، انعطاف پذیری بیشتر

سنسورهای آنالوگ یک ولتاژ یا جریان متناسب با فشار را برمی گرداند. خروجی های میلی ولت تقویت نشده در محدوده ده ها میلی ولت به یک تقویت کننده خارجی با مرحله بهره پایدار نیاز دارند که به تیم طراحی کنترل کامل بر بهره و فیلتر می دهد اما فضای برد و بار کالیبراسیون را اضافه می کند. خروجی های ولتاژ تقویت شده رابط را ساده می کند اما انرژی بیشتری مصرف می کند. در محیط های کارخانه ای پر سر و صدا با کابل های طولانی، سیگنال های آنالوگ بیشتر مستعد تداخل هستند، به همین دلیل است که تاسیسات صنعتی ناهموار اغلب سیگنال حلقه جریان را در مرحله فرستنده ترجیح می دهند.

خروجی دیجیتال: تنظیم کمتر، ادغام تمیزتر

یک سنسور فشار دیجیتال قسمت جلویی آنالوگ، تبدیل آنالوگ به دیجیتال و ضرایب کالیبراسیون را مستقیماً روی قطعه یکپارچه می کند. میکروکنترلر بدون نگرانی در مورد ولتاژ تحریک، امپدانس بار، یا افست تقویت کننده، مقدار فشار را بیش از I2C یا SPI دریافت می کند. این یک دسته کامل از ریسک طراحی آنالوگ را حذف می‌کند و اعتبارسنجی را سریع‌تر می‌کند، زیرا هر سنسور خروجی دیجیتال مشابهی را برای فشار فیزیکی یکسان برمی‌گرداند.

برای تجهیزات صنعتی کنترل‌کننده که به یک قطعه دیجیتال فشرده نیاز دارند، سنسور فشار خروجی دیجیتال MCPh21 یک گزینه نصب سطحی است که برای اندازه گیری های فشار کم و دیفرانسیل طراحی شده است و مستقیماً در بردهای کنترل مبتنی بر I2C یا SPI قرار می گیرد. مبادله ای که باید در نظر داشت تلاش یکپارچه سازی است: حسگرهای دیجیتال برای پروتکل ارتباطی خود به پشتیبانی سیستم عامل نیاز دارند، بنابراین تیم سیستم عامل باید قبل از انتخاب قطعه در تصمیم گیری شرکت کند.

عمده فروشی سنسور فشار MCP-H21 برای تامین کنندگان صنعتی، کارخانه Wuxi Mems Tech Co., Ltd. یک سنسور فشار MCP-H21 عمده فروشی چین برای تامین کنندگان صنعتی، کارخانه، توضیحات سری MCP-H21 من... مشاهده محصول →

محدوده اندازه گیری: چرا هدروم یک تصمیم طراحی است؟

گران‌ترین اشتباه در انتخاب سنسور صنعتی، انتخاب محدوده‌ای در مقیاس کامل است که خیلی نزدیک به نقطه عملکرد عادی است. یک سیستم به ندرت با یک فشار ثابت کار می کند. ضربان پمپ، چکش آب، بارگذاری فیلتر، سوئیچ برقی و چرخه حرارتی، همگی باعث افزایش فشار بیش از مقدار اسمی می شوند. هنگامی که این میخ‌ها از حداکثر امتیاز سنسور فراتر رود، دیافراگم می‌تواند برای همیشه آسیب ببیند یا کالیبراسیون تغییر کند.

یک قانون پرکاربرد انتخاب یک محدوده در مقیاس کامل است حداقل 1.5 تا 2 بار فشار عملیاتی مورد انتظار این مبادله یک کاهش کوچک وضوح در نزدیکی بالاترین محدوده است، اما افزایش در حاشیه بقا و پایداری طولانی مدت ارزش بسیار بیشتری در این زمینه دارد. وظایف صنعتی با فشار میکرو، مانند نظارت اتاق تمیز، تشخیص وضعیت جریان هوا، و فشار دیفرانسیل فیلتر، معمولاً در کلاس 0-500 Pa تا 0-2 kPa اجرا می شوند. سنسورهای کم فشار از چند کیلو پاسکال تا تقریباً 100 کیلو پاسکال گسترش یافته و جریان گاز و فشار سر مخزن را پوشش می دهند. قطعات فشار متوسط ​​برای پنوماتیک و هیدرولیک در محدوده 100 کیلو پاسکال تا 1 مگاپاسکال و بالاتر جای خود را دارند.

برای کارهای صنعتی با فشار میکرو مانند نظارت اتاق تمیز و تشخیص وضعیت جریان هوا، سنسور ریز فشار DPTR8 برای حل تغییرات فشار بسیار کوچک طراحی شده است، که آن را به یک نقطه شروع عملی تبدیل می کند که نقطه عملیاتی بسیار کمتر از 1 کیلو پاسکال باشد.

عمده فروشی سنسور فشار DPT-R8 برای تامین کنندگان صنعتی، کارخانه Wuxi Mems Tech Co., Ltd. یک سنسور فشار DPT-R8 عمده فروشی چین برای تامین کنندگان صنعتی، کارخانه، مقدمه موضوع این انجام ... مشاهده محصول →

بسته بندی و اتصال مایع: SOP در مقابل DIP/SIP

بسته بندی اغلب به عنوان یک فکر بعدی تلقی می شود، اما بسته تعیین می کند که سنسور چگونه روی برد نصب شده و چگونه به مسیر مایع متصل می شود. دو خانواده بر بازار سنسور فشار MEMS تسلط دارند.

• بسته های نصب سطحی (SOP) برای مونتاژ در محل و لحیم کاری مجدد بهینه شده اند. آنها در فضای تخته صرفه جویی می کنند و هزینه های مونتاژ را در حجم بالا پایین می آورند، که باعث می شود برای محصولاتی که مستقیماً از خط تولید حرکت می کنند مناسب باشند.
• بسته‌های درج مستقیم (DIP/SIP) درگاه‌های فشار را در جهت‌های مشخصی در معرض دید قرار می‌دهند و نمونه‌سازی اولیه با دست آسان‌تر است. آنها مساحت تخته بیشتری را اشغال می کنند اما می توانند مهر و موم مکانیکی بین سنسور و لوله سیلیکونی یا منیفولد سفت را ساده کنند.

انتخاب درست به خط تولید بستگی دارد، نه فقط به برگه اطلاعات سنسور. اگر محصول نهایی با قرار دادن خودکار مونتاژ شود، قطعات SOP مسیر ارزان‌تری هستند. اگر سنسور در داخل یک محفظه مهر و موم شده قرار می گیرد که در آن پورت باید با یک مسیر لوله تراز باشد، بسته DIP/SIP با جهت پورت واضح اغلب به طور قابل اعتماد آب بندی می شود.

قابلیت تامین کننده: آنچه را که باید قبل از سفارش بررسی کنید

دیتاشیت ها دقت را بر حسب درصد فهرست می کنند، اما مقادیری که در طول عمر محصول اهمیت دارند عبارتند از: خطای دما، جابجایی طولانی مدت و سازگاری لات به لات. سنسوری که در دمای 25 درجه سانتیگراد دقیق است اما در محدوده دمایی نامی خود حرکت می کند، باعث خرابی میدانی در تجهیزات صنعتی می شود. جبران دمای هر واحد چیزی است که سنسوری را که روی کاغذ کار می کند از سنسوری که در میدان عمل می کند جدا می کند.

قبل از ثبت سفارش حجمی، خریداران باید چند سوال مستقیم بپرسند:

1. آیا کارخانه بسته بندی، جوشکاری و کالیبراسیون خود را انجام می دهد یا فقط قالب های خریداری شده را آزمایش می کند؟
2. آیا کالیبراسیون صفر و در مقیاس کامل روی هر واحد انجام می شود و آیا جبران دما به صورت جداگانه اعمال می شود؟
3. فرآیند کیفیت تامین کننده، از مواد ورودی گرفته تا بازرسی خروجی، چه چیزی را پوشش می دهد؟
4. آیا تامین کننده می تواند از نمونه سازی از طریق تولید انبوه، از جمله بازخورد طراحی در مورد پیکربندی و چیدمان پورت پشتیبانی کند؟

این سوالات سازنده حسگر را از یک شرکت تجاری جدا می کند. یک تولید کننده می تواند تلورانس ها را سخت تر کند، یک نقطه کالیبراسیون اضافه کند، یا جزئیات بسته بندی را تنظیم کند. یک فروشنده فقط می تواند آنچه را که در انبار دارد ارائه دهد. در MemsTech، هر سنسور تنها پس از کالیبراسیون صفر و در مقیاس کامل، آزمایش تغییر دما و ارزیابی پایداری طولانی‌مدت، از مرکز Wuxi ما خارج می‌شود. منطقه تولید 2000 متر مربع ما بسته بندی، جوشکاری، جبران دما و کالیبراسیون را در داخل انجام می دهد و این خط برای ظرفیت سالانه 60 میلیون واحد ساخته شده است. بسته به سری، دقت مشخص شده به 0.2٪ از مقیاس کامل می رسد. این یکپارچگی عمودی چیزی است که به ما امکان می دهد به جای تکیه بر پیمانکاران فرعی خارجی، کیفیت و تحویل را تحت کنترل مستقیم نگه داریم.

قرار دادن آن در کنار هم: انتخاب در یک نمونه کار صنعتی

با وجود اصول اولیه، فرآیند انتخاب به یک تمرین محدود تبدیل می شود. مرجع فشار، سپس رابط خروجی، سپس محدوده اندازه گیری و بسته را تعریف کنید. برای خوانش فشار تفاضلی در پایش فرآیند، سنسور فشار دیفرانسیل MCP5700DP طیف وسیع تری از اختلاف فشار فرآیندهای صنعتی را پوشش می دهد و به طور طبیعی با زنجیره سیگنال آنالوگ موجود در بسیاری از تاسیسات مبتنی بر PLC جفت می شود.

عمده فروشی سنسور فشار MCP5700DP برای تامین کنندگان صنعتی، کارخانه Wuxi Mems Tech Co., Ltd. یک سنسور فشار MCP5700DP عمده فروشی چین برای تامین کنندگان صنعتی، کارخانه است، سری MCP5XXXDP دارای یک ... مشاهده محصول →

برای مشاهده کامل آنچه که MemsTech در این ابعاد ارائه می دهد، در اینجا مرور کنید خط تولید سنسور فشار صنعتی سازماندهی شده بر اساس فشار، خروجی و کاربرد. مهندسانی که خواهان پیشینه فنی کامل در سنجش MEMS هستند نیز می توانند با این کار شروع کنند راهنمای فناوری، کاربردها و انتخاب سنسور فشار MEMS .

موضوع مشترک در هر پروژه موفق حسگر صنعتی یکسان است: با سیستم مورد نیاز شروع کنید، به حسگر فضای کافی بدهید و از سازنده ای که فرآیند کالیبراسیون و کیفیت آن را تأیید کرده اید، خریداری کنید. سنسور فشار جزء کوچکی است، اما در ماشین‌های صنعتی این قطعه است که به کنترل‌کننده می‌گوید آیا فرآیند سالم است، خراب است یا در شرف شکست است. انتخاب عمدی آن ارزان ترین بیمه ای است که یک تیم طراحی می تواند بخرد.