Tin tức - Ưu điểm của cảm biến áp suất kỹ thuật số

Cảm biến áp suất được sử dụng trong một loạt các ứng dụng công nghiệp từ thủy lực và khí nén; Quản lý nước, thủy lực di động và xe địa hình; máy bơm và máy nén; Hệ thống điều hòa không khí và làm lạnh cho kỹ thuật thực vật và tự động hóa. Họ đóng một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo rằng căng thẳng hệ thống nằm trong giới hạn chấp nhận được và giúp đảm bảo hoạt động đáng tin cậy của các ứng dụng. Tùy thuộc vào các yêu cầu cài đặt và hệ thống, có những ưu điểm khác nhau khi sử dụng các cảm biến áp suất tương tự và kỹ thuật số.

Khi nào nên sử dụng kỹ thuật số và tương tựCảm biến áp suấtTrong thiết kế hệ thống

Nếu hệ thống hiện tại dựa trên điều khiển tương tự, một trong những lợi thế của việc sử dụng cảm biến áp suất tương tự là tính đơn giản của thiết lập. Nếu chỉ cần một tín hiệu để đo một quá trình động trong trường, một cảm biến tương tự kết hợp với bộ chuyển đổi tương tự thành kỹ thuật số (ADC) sẽ là một giải pháp đơn giản hơn, trong khi một cảm biến áp suất kỹ thuật số sẽ yêu cầu một giao thức cụ thể để thiết lập giao tiếp với cảm biến tốt nhất. Đối với các hệ thống không yêu cầu thời gian phản hồi nhanh hơn khoảng 0,5ms, các cảm biến áp suất kỹ thuật số nên được xem xét, vì chúng đơn giản hóa mạng với nhiều thiết bị kỹ thuật số và làm cho hệ thống trở nên chống lại tương lai hơn.

Thời gian thích hợp để xem xét chuyển sang các cảm biến áp suất kỹ thuật số trong một hệ thống tương tự là nâng cấp các thành phần để bao gồm các vi mạch có thể lập trình. Các vi mạch hiện đại hiện rẻ hơn và dễ lập trình hơn, và sự tích hợp của chúng vào các thành phần như cảm biến áp suất có thể đơn giản hóa việc bảo trì và nâng cấp hệ thống. Điều này tiết kiệm chi phí phần cứng tiềm năng, vì cảm biến kỹ thuật số có thể được cập nhật thông qua phần mềm thay vì thay thế toàn bộ thành phần.

Thiết kế cắm và chơi và chiều dài cáp ngắn hơn của cảm biến áp suất kỹ thuật số đơn giản hóa việc thiết lập hệ thống và giảm chi phí cài đặt tổng thể cho các ứng dụng được thiết lập cho truyền thông kỹ thuật số. Khi cảm biến áp suất kỹ thuật số được kết hợp với bộ theo dõi GPS, nó có thể định vị từ xa và giám sát các hệ thống từ xa dựa trên đám mây trong thời gian thực.

Cảm biến áp suất kỹ thuật số cung cấp nhiều lợi thế như tiêu thụ năng lượng thấp, tiếng ồn điện tối thiểu, chẩn đoán cảm biến và giám sát từ xa.

Ưu điểm của cảm biến áp suất kỹ thuật số

Khi người dùng đã đánh giá liệu cảm biến áp suất tương tự hoặc kỹ thuật số là tốt nhất cho một ứng dụng nhất định, hiểu một số tính năng có lợi cho các cảm biến áp lực kỹ thuật số cung cấp cho các ứng dụng công nghiệp sẽ giúp cải thiện an toàn, hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống.

Một so sánh đơn giản về mạch tích hợp (I 2 C) và giao diện ngoại vi nối tiếp (SPI)

Hai giao thức giao tiếp kỹ thuật số thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp là mạch tích hợp giữa các mạch (I 2 C) và giao diện ngoại vi nối tiếp (SPI). I2C phù hợp hơn cho các mạng phức tạp hơn vì cần ít dây hơn để cài đặt. Ngoài ra, I2C cho phép nhiều mạng Master/Slave, trong khi SPI chỉ cho phép một mạng chính/nhiều nô lệ. SPI là một giải pháp lý tưởng cho mạng đơn giản hơn và tốc độ và dữ liệu cao hơn như đọc hoặc viết thẻ SD hoặc ghi hình ảnh.

Tín hiệu đầu ra và chẩn đoán cảm biến

Một sự khác biệt quan trọng giữa các cảm biến áp suất tương tự và kỹ thuật số là tương tự chỉ cung cấp một tín hiệu đầu ra, trong khi các cảm biến kỹ thuật số cung cấp hai hoặc nhiều hơn, chẳng hạn như tín hiệu áp suất và nhiệt độ và chẩn đoán cảm biến. Ví dụ, trong một ứng dụng đo xi lanh khí, thông tin nhiệt độ bổ sung mở rộng tín hiệu áp suất thành một phép đo toàn diện hơn, cho phép tính thể tích khí được tính toán. Cảm biến định số cũng cung cấp dữ liệu chẩn đoán, bao gồm thông tin quan trọng như độ tin cậy tín hiệu, khả năng sẵn sàng tín hiệu và lỗi thời gian thực, cho phép duy trì dự phòng và giảm thời gian ngừng hoạt động.

Dữ liệu chẩn đoán cung cấp một trạng thái chi tiết của cảm biến, chẳng hạn như liệu phần tử cảm biến có bị hỏng hay không, liệu điện áp cung cấp có chính xác hay liệu có giá trị cập nhật trong cảm biến có thể thu được. Dữ liệu chẩn đoán từ các cảm biến kỹ thuật số có thể dẫn đến các quyết định tốt hơn khi khắc phục sự cố so với các cảm biến tương tự không cung cấp thông tin chi tiết về lỗi tín hiệu.

Một lợi ích khác của các cảm biến áp suất kỹ thuật số là chúng có các tính năng như báo động có thể cảnh báo các nhà khai thác về các điều kiện bên ngoài các tham số đã đặt và khả năng kiểm soát thời gian và khoảng thời gian đọc, giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng tổng thể. Bởi vì cảm biến áp suất kỹ thuật số cung cấp một số lượng lớn các đầu ra và chức năng chẩn đoán, hệ thống tổng thể mạnh mẽ và hiệu quả hơn, bởi vì dữ liệu cung cấp cho khách hàng đánh giá toàn diện hơn về hoạt động của hệ thống. Ngoài việc mở rộng khả năng đo lường và tự chẩn đoán, việc sử dụng các cảm biến áp suất kỹ thuật số cũng có thể đẩy nhanh sự phát triển và thực hiện các hệ thống Internet vạn vật (IIoT) và các ứng dụng dữ liệu lớn.

tiếng ồn môi trường

Môi trường ồn ào điện từ động cơ, cáp dài hoặc nguồn năng lượng không dây có thể tạo ra các thách thức nhiễu tín hiệu cho các thành phần như cảm biến áp suất. Để ngăn ngừa nhiễu điện từ (EMI) trong các cảm biến áp suất tương tự, thiết kế cần bao gồm điều hòa tín hiệu thích hợp như

Các tấm chắn kim loại nối đất hoặc các thành phần điện tử thụ động bổ sung, vì nhiễu điện có thể gây ra các chỉ số tín hiệu sai. Tất cả các đầu ra tương tự là cực kỳ dễ bị EMI; Tuy nhiên, sử dụng đầu ra tương tự 4-20mA có thể giúp tránh nhiễu này.

Ngược lại, các cảm biến áp suất kỹ thuật số ít bị nhiễu môi trường hơn so với các chất tương đương tương đương của chúng, vì vậy chúng đưa ra lựa chọn tốt cho các ứng dụng cần nhận thức được EMI và yêu cầu đầu ra khác với dung dịch 4-20mA. Cần lưu ý rằng các loại cảm biến áp suất kỹ thuật số khác nhau cung cấp mức độ mạnh mẽ khác nhau của EMI, tùy thuộc vào ứng dụng. Mạch tích hợp (I2C) và giao diện thiết bị ngoại vi nối tiếp (SPI) giao thức kỹ thuật số rất phù hợp với các hệ thống truyền thống ngắn hơn. trên điện trở. Đối với các hệ thống yêu cầu cáp dài hơn tới 30m, tán (có cách che chắn tùy chọn) hoặc cảm biến áp suất kỹ thuật số IO liên kết sẽ là lựa chọn tốt nhất cho khả năng miễn dịch EMI, mặc dù chúng yêu cầu nhiều hơn I2C và các đối tác tiêu thụ năng lượng cao (SPI)).

Bảo vệ dữ liệu bằng kiểm tra dự phòng theo chu kỳ (CRC)

Cảm biến kỹ thuật số cung cấp tùy chọn bao gồm CRC trong chip để giúp đảm bảo rằng khách hàng có thể dựa vào tín hiệu. CRC của dữ liệu truyền thông là một bổ sung cho kiểm tra tính toàn vẹn của bộ nhớ chip bên trong, cho phép người dùng xác minh 100% đầu ra cảm biến, cung cấp các biện pháp bảo vệ dữ liệu bổ sung cho cảm biến. Hàm CRC là lý tưởng cho các ứng dụng cảm biến áp suất trong môi trường ồn ào, chẳng hạn như các ứng dụng được cài đặt gần các máy phát trong đám mây. Trong trường hợp này, có nguy cơ tiếng ồn tăng lên làm xáo trộn chip cảm biến và tạo ra bit có thể thay đổi thông điệp truyền thông. CRC về tính toàn vẹn của bộ nhớ sẽ bảo vệ bộ nhớ trong khỏi sự tham nhũng đó và sửa chữa nó nếu cần thiết. Tương tự, một số cảm biến kỹ thuật số cũng cung cấp thêm CRC trong giao tiếp dữ liệu, cho thấy dữ liệu được truyền giữa cảm biến và bộ điều khiển đã bị hỏng và có thể kích hoạt một số lần tiếp cận với cảm biến. CRC đơn giản hóa quá trình này và cung cấp sự linh hoạt hơn cho nhà thiết kế. Ngoài việc kiểm tra tính hợp lệ của dữ liệu, một số nhà sản xuất đã thêm nhiều thiết bị điện tử để ngăn chặn tiếng ồn từ các nguồn như WiFi, Bluetooth, GSM và ISM để bảo vệ hiệu lực dữ liệu.

Cảm biến áp lực kỹ thuật số tại nơi làm việc hỗ trợ mạng lưới phân phối nước thông minh

Mất nước do rò rỉ, đo sáng không chính xác, tiêu thụ trái phép hoặc kết hợp ba là một thách thức liên tục đối với các mạng lưới phân phối nước lớn. Áp dụng các cảm biến áp suất kỹ thuật số năng lượng thấp cho các nút trong toàn bộ mạng lưới phân phối nước là một cách thực tế và hiệu quả về chi phí để ánh xạ một mạng lưới phân phối nước khu vực và cho phép các tiện ích phát hiện và xác định các khu vực xảy ra mất nước bất ngờ.

Khi được áp dụng cho các nút của toàn bộ mạng lưới phân phối nước, các cảm biến áp suất kỹ thuật số có thể giúp xác định các khu vực mất nước bất ngờ, do đó xử lý lại và cải thiện hiệu quả hệ thống một cách hiệu quả.

Cảm biến áp suất rất phù hợp cho các ứng dụng này thường được niêm phong một cách ẩn dật thành IP69K hoặc mô -đun để giúp khách hàng linh hoạt hơn. Để ngăn nước xâm nhập vào cảm biến trong suốt vòng đời của ứng dụng, một số nhà sản xuất cảm biến áp suất sử dụng kết nối Hermetic thủy tinh đến kim loại. Con dấu bằng thủy tinh đến kim loại là kín nước và tạo ra một con dấu kín trên đỉnh của cảm biến, giúp cảm biến đạt được IP69K. Việc niêm phong này có nghĩa là cảm biến luôn đo chênh lệch áp suất giữa chất trong ứng dụng và không khí xung quanh nó, ngăn chặn sự trôi dạt.

Cải thiện quy định hệ thống khí điều áp

Cảm biến áp lực đóng một loạt các vai trò quan trọng trong việc theo dõi và cung cấp khí và khí y khoa áp lực trong suốt các mạng lưới phân phối. Trong các loại ứng dụng này, các cảm biến áp suất có thể chịu trách nhiệm cho việc điều khiển máy nén và các chức năng giám sát khác nhau, bao gồm lưu lượng đầu ra và đầu ra, khí thải xi lanh và trạng thái bộ lọc không khí. Trong khi một tín hiệu áp suất duy nhất có thể gián tiếp đo lượng hạt khí tại một vị trí trong hệ thống. Điều này cho phép các nhà phát triển hệ thống đến gần hơn với các điều kiện hoạt động lý tưởng cho ứng dụng.

Mặc dù vẫn còn một số cài đặt phù hợp nhất để sử dụng các cảm biến áp suất tương tự, ngày càng nhiều ứng dụng Công nghiệp 4.0 được hưởng lợi từ việc sử dụng các đối tác kỹ thuật số của họ. Từ miễn dịch EMI và mạng có thể mở rộng đến chẩn đoán cảm biến và bảo vệ dữ liệu, cảm biến áp suất kỹ thuật số cho phép giám sát từ xa và bảo trì dự đoán, cải thiện hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống. Thiết kế cảm biến mạnh mẽ với các thông số kỹ thuật như xếp hạng IP69K, kiểm tra tính toàn vẹn dữ liệu bổ sung và thiết bị điện tử trên tàu để bảo vệ EMI sẽ giúp tăng thời gian tồn tại và giảm các lỗi tín hiệu tiềm năng.

Thời gian đăng: Dec-10-2022