2. Snímače tlaku s elektrickým výstupem Tlak p je definován jako působení síly F v kolmém směru na plochu S. p= F/S / Pascal – Pa; N/m 2 / 1 hPa = 10 2 Pa 1 kPa = 10 3 Pa 1 MPa = 10 6 Pa 1 bar = 10 5 Pa Atmosférický tlak – Pa – statický tlak ovzduší, způsobující jeho tíhu. Mění se s tepelnými pochody a při konstantní teplotě klesá s nadmořskou výškou. Normální hodnota Pa = 101,325 kPa Pojmy používané při měření tlaku Absolutní tlak – měřený od absolutní nuly Tlakový rozdíl / diference / - je rozdíl dvou tlaků Přetlak – je rozdíl tlaku, vyššího než atmosférického a atmosférického tlaku Podtlak – je rozdíl tlaku nižšího než atmosférického a atmosférického tlaku Přístroje na měření tlaku se obecně nazývají tlakoměry, podle požití se dělí na: - barometry – přístroje na měření atmosférického tlaku - vakuometry – přístroje na měření velkých podtlaků - manometry – přístroje na měření přetlaků Snímače dále dělíme na kapalinové, deformační, pístové a elektrické Deformační tlakoměry Využívají deformace tlakoměrného prvku – trubice, membrány, vlnovce, způsobené tlakem nebo tlakovým rozdílem. Trubicový tlakoměr Patří mezi nejrozšířenější snímače tlaku. Je tvořen trubicí ( Bourdonovou). Vytvarovanou do kruhového oblouku se středovým úhlem asi 270°. Pevný konec je spojen s měřeným prostorem, volný konec je uzavřen a působením měřeného tlaku se formuje a tento pohyb je přenášen na ukazatel výchylky.
Transcript
2. Snímače tlaku s elektrickým výstupemTlak p je definován jako působení síly F v kolmém směru na plochu S.
Atmosférický tlak – Pa – statický tlak ovzduší, způsobující jeho tíhu. Mění se s tepelnými pochody a při konstantní teplotě klesá s nadmořskou výškou. Normální hodnota Pa = 101,325 kPaPojmy používané při měření tlakuAbsolutní tlak – měřený od absolutní nulyTlakový rozdíl / diference / - je rozdíl dvou tlakůPřetlak – je rozdíl tlaku, vyššího než atmosférického a atmosférického tlakuPodtlak – je rozdíl tlaku nižšího než atmosférického a atmosférického tlaku
Přístroje na měření tlaku se obecně nazývají tlakoměry, podle požití se dělí na:- barometry – přístroje na měření atmosférického tlaku- vakuometry – přístroje na měření velkých podtlaků- manometry – přístroje na měření přetlaků
Snímače dále dělíme na kapalinové, deformační, pístové a elektrickéDeformační tlakoměry
Využívají deformace tlakoměrného prvku – trubice, membrány, vlnovce, způsobené tlakem nebo tlakovým rozdílem.
Trubicový tlakoměrPatří mezi nejrozšířenější snímače tlaku. Je tvořen trubicí ( Bourdonovou). Vytvarovanou do kruhového oblouku se středovým úhlem asi 270°. Pevný konec je spojen s měřeným prostorem, volný konec je uzavřen a působením měřeného tlaku se formuje a tento pohyb je přenášen na ukazatel výchylky.
Membránový tlakoměr
Používá se k měření tlaku nebo tlakového rozdílu p1-p2. Měřící membrána je zhotovena z Pryže s vyztuženým středem (nízké tlaky), mosazi (střední tlaky) a z oceli(tlaky až několik MPa). Průhyb membrány je přenášen na ukazatel výchylky. Při měření malých tlaků se dvě membrány spojí po obvodu, takže jsou pružné, jejich vnitřek se spojí s tlakovým prostorem. Tímto uspořádáním membrán se zvýší přesnost.
Kapacitní snímač tlaku
K dálkovému přenosu měřené tlakové diference se mění tlaková diference na proměnnou kapacitu deskového kondenzátoru - měřící membrána tvoří pohyblivou elektrodu deskového kondenzátoru, pohybem se mění vzdálenost desek a tím i kapacita kondenzátoru. Snímač je zapojen do můstku, proud, protékající měřící úhlopříčkou kondenzátoru odpovídá měřenému tlakovému rozdílu. Technická realizace kapacitního snímače tlakového rozdílu je složitější - měřící membrána je uložena v prostoru, naplněném nestlačitelnou kapalinou ( silikonovým olejem), uzavřeném oddělovacími membránami, na které přivádíme měřené tlaky. Měřící membrána je uložena mezi dvěma pevnými deskami ( e1, e2) a průhybem membrány se mění kapacita diferenčního kondenzátoru.
Vlnovcový tlakoměrJe tvořen tenkostěnnou trubicí válcovitého tvaru s vytvarovanými vlnami – vlnovce.
Volný konec je uzavřen a opatřen mechanizmem pro přenos deformace vznikající vlivem tlakového rozdílu vně a uvnitř vlnovce. Vyrábí se v rozsahu 1MPa z ocelové a mosaznétrubice. Deformační tlakoměry se používají v řídících obvodech jako snímače mezních stavů, udržující v daném prostoru konstantní tlak.
Elektrické snímače tlaku a síly
Neměří tlaky, ale sílu, která způsobuje deformaci měřícího prvku. Elektrické snímače převedou deformační tlak nebo sílu na elektrický signál.
Piezoelektrický snímač tlaku, sílyJe založen na přímém piezoelektrickém jevu. Namáháme-li krystal např.křemene ve směru elektrické osy tlakem nebo tahem, vzniká na plochách kolmých na elektrickou osu krystaluelektrický náboj – krystal se chová jako zdroj napětí, které závisí na síle / tlaku / na krystal působící.
P= F/S; Up=K.F
Tenzometrické snímače síly ( tlaku )Vyhodnocují změnu odporu měřícího prvku změnou geometrických rozměrů nebo lografické orientace, vyvolanou působící silou nebo tlakem.
Měřící prvek – tenzometr je pevně spojen se součástí zařízení, jehož rozměry vlivem namáhání mění. Pro odpor tenzometru platí: R= ʕ .l/S; Vlivem deformace se mění délka l, průřez a tím i odpor tenzometru.
Moderní tenzometry používají kovový deformační člen ve tvaru jednostranně nebo oboustranně vetknutého nosníku nebo membrány s nalepenými kovovými nebo polovodičovými tenzometry zapojenými do můstku pro kompenzaci teplotní závislosti.
Provedení drátkových tenzometrů
Vyhodnocování mechanického napětí pomocí odporu se nazývá odporová tenzometrie.Měřící drátky se připevňují na konstrukci, jejíž namáhání měříme ( mosty, tělesa přehrad) a vyhodnocuje se velikost odporu, nejčastěji můstkem.
