Was ist ein Widerstandsdruckwandler?
Widerstandsdruckwandler werden auch Widerstandsdruckwandler genannt. Es handelt sich um einen häufig verwendeten Drucksensor. Prinzipiell werden Drucksensoren grundsätzlich unterschieden: kapazitive Drucktransmitter, Widerstandsdrucktransmitter, induktive Drucktransmitter, Halbleiter-Drucktransmitter und Drucktransmitter für Hochfrequenzmessungen. Unter diesen werden üblicherweise Widerstandsdrucktransmitter verwendet.
Der Widerstandsdrucksensor ist eine Art Widerstandsdrucksensor. Es misst den Druckwert durch die Widerstandsänderung der am elastischen Element befestigten Dehnungsmessstreifen.
Funktionsprinzip des Widerstandsdruckwandlers
Das Funktionsprinzip eines Widerstandsdruckwandlers ist sehr einfach. Ein Drucksensor wandelt einen mechanischen Druckwert in ein proportionales elektrisches Signal um. Drucksensoren bestehen üblicherweise aus einem Körper und einer (dünnen) Membran.
Die elektrischen Komponenten von Widerstandsdrucktransmittern, die Druck spüren, sind im Allgemeinen Dehnungsmessstreifen. Dehnungsmessstreifen sind empfindliche Geräte, die den Druck auf das zu messende Bauteil in ein elektrisches Signal umwandeln.
Die Membran ist das wichtigste Element zur Druckmessung und mit dehnungsempfindlichen und piezoresistiven Strukturen, sogenannten Dehnungsmessstreifen, ausgestattet. Unter Druck verformt sich die Membran.
Die am häufigsten verwendeten Dehnungsmessstreifen sind Metall-Dehnungsmessstreifen und Halbleiter-Dehnungsmessstreifen. Es gibt zwei Arten von Dehnungsmessstreifen aus Metall: fadenförmige Dehnungsmessstreifen und Metallfolien-Dehnungsmessstreifen.
Normalerweise ist der Dehnungsmessstreifen fest mit der Matrix verbunden, die durch einen speziellen Kleber eine mechanische Spannung erzeugt. Wenn sich die Spannung der Matrix ändert, verformt sich auch der Dehnungsmessstreifen, wodurch sich der Widerstandswert des Dehnungsmessstreifens ändert. Die Spannung am Widerstand ändert sich.
Wenn beispielsweise ein Widerstand an eine Wheatstone-Messbrücke angeschlossen wird, kann ein elektrisches Signal gemessen und an die Anzeige übertragen werden.
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Arten von Druckwandlern
Lassen Sie uns über die Klassifizierung von Sendern sprechen:
- Entsprechend dem Funktionsprinzip des Sensors kann er in Widerstand, Kapazität, Induktivität, Halbleiter usw. unterteilt werden.
- Entsprechend der Klassifizierung von Sensorchips können diese in Metall, Keramik, diffuses Silizium, Saphir usw. unterteilt werden.
- Je nach Messbereich kann er in Differenzdruck, Überdruck, Absolutdruck, hohen statischen Druck und Differenzdruck usw. unterteilt werden;
Resistiv Druckwandler sind die am weitesten verbreiteten Sender und zeichnen sich durch ein hohes Preis-Leistungs-Verhältnis und gute Linearitätseigenschaften aus.
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Arten von Widerstandsdruckwandlern
Widerstandsdruckwandler werden im Allgemeinen entsprechend den druckempfindlichen Komponenten in Metall, Keramik und diffuses Silizium unterteilt.
Der Unterschied zwischen den dreien:
- Der Metalldrucktransmitter hat eine geringe Genauigkeit, aber der Temperatureffekt ist gering und eignet sich für Bereiche mit einem großen Temperaturbereich und geringen Genauigkeitsanforderungen.
- Die Genauigkeit keramischer Drucksensoren ist besser, wird jedoch stark von der Temperatur beeinflusst. Ein weiterer Vorteil von Keramik ist die Schlagfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
- Diffusions-Silizium-Drucktransmitter zeichnen sich durch eine hohe Präzision und große Temperaturdrift aus, sodass vor der Verwendung im Allgemeinen eine Temperaturkompensation erforderlich ist. Und selbst nach Temperaturkompensation können Drücke über 125 °C nicht gemessen werden. Unter normalen Temperaturbedingungen ist der Empfindlichkeitskoeffizient von diffundiertem Silizium jedoch fünfmal so hoch wie der von Keramik. Daher wird es im Allgemeinen im Bereich hochpräziser Messungen eingesetzt, die Genauigkeit ist jedoch im Mikrobereich gering.
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Unsere Drucktransmitter sind auch aufrüstbar Batteriebetriebene drahtlose Drucksensoren mit geringem Stromverbrauch.
Funktionsprinzip des DMS-Druckwandlers
Der DMS-Druckaufnehmer arbeitet nach dem Prinzip der Widerstandsdehnungswirkung.
Es gibt zwei Arten von Widerstands-Dehnungsmessstreifen: Metall-Dehnungsmessstreifen (Draht oder Metallfolie) und Halbleiter-Dehnungsmessstreifen. Der gemessene Druck belastet den Dehnungsmessstreifen.
Wenn der Dehnungsmessstreifen eine Druckspannung erzeugt, verringert sich sein Widerstand. Wenn der Dehnungsmessstreifen eine Zugspannung erzeugt, erhöht sich sein Widerstand.
Der Widerstandswert des Dehnungsmessstreifens ändert sich, und dann wird über die Brückenschaltung der entsprechende Spannungsausgang im Millivolt-Bereich erhalten. Der gemessene Druck wird von einem Millivoltmeter oder anderen Aufzeichnungsgeräten angezeigt. Somit entsteht ein Dehnungsmessstreifen-Druckmessgerät.
Struktur des Dehnungsmessstreifens: Er besteht aus drei Teilen: dehnungsempfindlichem Element, Substrat und Deckschicht sowie Anschlussdraht. Dehnungsempfindliche Elemente bestehen im Allgemeinen aus Metalldrähten und Metallfolien (Materialien mit hohem Widerstand), die mechanische Spannungen in Widerstandsänderungen umwandeln. Substrat und Deckschicht dienen der Fixierung und dem Schutz empfindlicher Bauteile, der Spannungsübertragung und der elektrischen Isolierung.
Struktur des Widerstands-Dehnungs-Drucksensors: Membrantyp, Zylindertyp, kombinierter Typ. Unter diesen eignet sich der Membrantyp für die Niederdruckmessung; Der Zylindertyp ist für Hochdruckmessungen geeignet.
Der Arbeitsmodus des Widerstands-Dehnungs-Drucksensors: Die Widerstandsänderung wird über die unsymmetrische Brücke in die Ausgabe eines Strom- oder Spannungssignals umgewandelt.
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