Sơ lược về cảm biến áp suất

Sơ lược về cảm biến áp suất Đo áp suất là một trong những chức năng đo cơ bản nhất trong bất cứ ngành công nghiệp nào. Từ một nhà máy lọc dầu đến một chiếc xe ủi đất, việc đo áp suất khí nén, lưu chất thủy lực, chất lỏng trong các quy trình, hơi nước hoặc vô số các môi trường trung gian khác là chuyện xảy ra hàng ngày và đóng vai trò then chốt đối với tất cả các cách thức điều khiển. Kết quả là, ở đâu ta cũng bắt gặp các thiết bị đo...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sơ lược về cảm biến áp suấtSơ lược về cảm biến áp suấtĐo áp suất là một trong những chức năng đo cơ bản nhất trong bất cứ ngànhcông nghiệp nào. Từ một nhà máy lọc dầu đến một chiếc xe ủi đất, việc đoáp suất khí nén, lưu chất thủy lực, chất lỏng trong các quy trình, hơi nướchoặc vô số các môi trường trung gian khác là chuyện xảy ra hàng ngày vàđóng vai trò then chốt đối với tất cả các cách thức điều khiển. Kết quả là, ởđâu ta cũng bắt gặp các thiết bị đo áp suất, và có vô số các lựa chọn cho bạn.Mặc dù cũng có một số ngoại lệ song việc tổng kết lại các công nghệ đo ápsuất theo các thuật ngữ nói chung có thể đem lại những ứng dụng tốt hơn.Bài báo này sẽ trình bày về các vấn đề sau: - Khái niệm về áp suất. - Tìm hiểu về khoảng đo và độ chính xác trong phép đo áp suất. - Cách chọn thiết bị đo áp suất. - Khả năng của đầu phát thông minh. Áp suất, theo thuật ngữ cơ khí còn được gọi là ứng suất nén, có nhữngđặc tính đặc biệt mà ảnh hưởng tới các phương thức đo như: - Áp suất thường được đo bằng các đơn vị lực/diện tích. - Nó tồn tại ở các lưu chất tĩnh và động. - Áp suất lưu chất thường được đo là một giá trị vi sai so với một cái khác. Hai kiểu đo áp suất có thể chia thành 3 nhóm sau: * Áp suất tuyệt đối: được đo so với chân không tuyệt đối, hoàn toàn bỏqua ảnh hưởng của áp suất khí quyển. Phương pháp đo này được sử dụngchủ yếu để nghiên cứu hoặc thiết kế, nhưng có một số ứng dụng mà giá trịđọc tuyệt đối lại có ích khi đặt trong điều kiện cụ thể của quá trình. Bởi vìtrên thực tế khó có thể hút một chân không tuyệt đối bên trong vỏ cảm biến,các cảm biến thường điều chỉnh giá trị đọc của thiết bị đo bằng cách sử dụnghệ số sửa cố định hoặc các đơn vị phức tạp hơn sử dụng một áp suất khí ápđã được đo. * Áp suất vi sai: là áp suất trong một khu vực hoặc một đường ống khiđược so với áp suất khác. Giá trị đọc là sự chênh lệch giữa hai áp suất vàkhông tính đến áp suất của hai bên so với áp suất của khí quyển hoặc chânkhông. * Áp suất calip: là một dạng của áp suất vi sai, là áp suất ở một khu vựchoặc đường ống so với áp suất khí quyển. Loại này được áp dụng phổ biếnnhất. Hai đơn vị đo áp suất phổ biến nhất là “psi” và “bar”. Cả psi và bar đềusử dụng hậu tố “a” hoặc “g” để chỉ áp suất tuyệt đối (absolute pres-sure)hoặc áp suất calip (gage pres-sure). Khi không sử dụng hậu tố thì người tagiả định đó là áp suất calip. Trong khi psi chủ yếu vẫn còn được sử dụng ởMỹ thì đơn vị đo thứ hai theo hệ mét ngày càng trở nên phổ biến. “Bar” đãthay thế bằng “pascal” và “kilopascal” vì số này dùng thuận tiện hơn. Cũngtồn tại nhiều đơn vị đo khác, nhưng nhìn chung chúng chỉ được sử dụng chonhững ứng dụng đặc biệt. Kết quả phép đo áp suất vi sai không chỉ rõ là áp suất tuyệt đối hay calip,bởi vì cả hai bên của phép đo đều được so sánh một cách trực tiếp. Giá trịđọc chỉ là độ chênh lệch áp suất chứ không cho biết độ lớn cụ thể của áp suấtmỗi bên. Nếu áp suất vi sai giữa hai bể chứa là 50 psi, thì các bể đó có thể là10 psi và 60 psi, hoặc 5000 psi và 5050 psi. Không có cách nào để xác địnháp suất tương ứng với khí quyển mà không dùng đến một cảm biến khác. Ápsuất vi sai thường được sử dụng hậu tố “d” (dif-ferential pressure). Thông thường, các áp kế cơ khí với ống Bourdon được uốn cong là thiếtbị đo tiêu chuẩn, và hiện nay các thiết bị này vẫn tồn tại với nhiều cấu hình.Tuy nhiên, cũng như các dạng thiết bị đo khác, các cấu hình điện tử đãchiếm ưu thế. Tính chính xác, phạm vi đo và độ an toàn Các thiết bị đo áp suất điện tử mà calip cơ khí có cách thể hiện tính chínhxác như nhau, khi cho biết một hệ sai số là giá trị phần trăm của dải đo. Vídụ, một calip có dải đo từ 0-500 psi, chất lượng tốt sẽ có thể cho độ chínhxác là +-0.5% dải đo. Điều đó có nghĩa là thiết bị có dải sai số là 5 psi (+-2.5psi) tại bất cứ điểm nào trên thang. Bộ biến đổi tín hiệu và đầu phát điện tửthường có dùng một cách thể hiện độ chính xác. Bởi vì phạm vi đo liên quanđến độ chính xác, nên điều quan trọng là phải chọn được một thiết bị có dảiđo càng sát mức vận hành thực tế càng tốt trong khi vẫn đảm bảo khả nănghoạt động trong trường hợp áp suất tăng vọt. Nói cách khác, nếu quá trìnhbạn diễn ra tại áp suất 75 psi, tốt hơn hết hãy sử dụng một calip có phạm viđo 0-100 psi thay vì một calip có phạm vi đo 0-500 psi, ngay cả khi chúngcó thông số chính xác định mức như nhau. Chọn dải đo không thích hợpthường là lỗi phổ biến nhất khi chọn và áp dụng các thiết bị đo áp suất.Khách hàng có xu hướng quan tâm tới giá cả khi chọn một thiết bị đo áp suấtđể giảm thiểu lượng hàng hóa lưu kho và sau đó họ lại cố gắng bắt các thiếtbị này làm việc trong một loạt các dải ứng dụng khác nhau. Kết quả là độchính xác của phép đo bị ảnh hưởng. Ở một số đầu phát tín hiệu, phạm vi đo có thể được điều chỉnh bằng kỹthuật điện tử. Ví dụ, một số thiết bị được thiết kế để đo từ 0 đến 500psi cóthể được ...