Переваги цифрових датчиків тиску

Датчики тиску використовуються в різних промислових програмах, починаючи від гідравліки та пневматики; управління водою, мобільна гідравліка та позашляхові транспортні засоби; насоси та компресори; Системи кондиціонування та охолодження для інженерії та автоматизації посадки. Вони відіграють ключову роль у забезпеченні системного напруження в межах прийнятних меж та допомагають забезпечити надійну роботу додатків. Залежно від вимог до встановлення та системних вимог, існують різні переваги для використання аналогових та цифрових датчиків тиску.

Коли користуватися цифровим та аналоговимДатчики тискув дизайні системи

Якщо існуюча система заснована на аналоговому контролі, однією з переваг використання аналогового датчика тиску є його простота налаштування. Якби для вимірювання динамічного процесу в полі необхідний лише один сигнал, аналоговий датчик у поєднанні з аналого-цифровим (АЦП) був би простішим рішенням, тоді як датчик цифрового тиску потребує конкретного протоколу для встановлення зв'язку з датчиком. Якби система електроніка потребує дуже швидкого активного петлі керування зворотним зв'язком, чистий аналоговий датчик тиску є найкращим рішенням. Для систем, які не потребують часу відповіді швидше, ніж приблизно 0,5 мс, слід враховувати цифрові датчики тиску, оскільки вони спрощують мережу з декількома цифровими пристроями та роблять систему більш захищеною від майбутнього.

Придатним часом для розгляду переходу на цифрові датчики тиску в аналоговій системі є оновлення компонентів, щоб включити програмовані мікрочіпи. Сучасні мікрочіпи зараз дешевші та простіші у програмі, і їх інтеграція в такі компоненти, як датчики тиску, може спростити технічне обслуговування та оновлення системи. Це економить потенційні апаратні витрати, оскільки цифровий датчик можна оновити за допомогою програмного забезпечення, а не замінити весь компонент.

Придатним часом для розгляду переходу на цифрові датчики тиску в аналоговій системі є оновлення компонентів, щоб включити програмовані мікрочіпи. Сучасні мікрочіпи зараз дешевші та простіші у програмі, і їх інтеграція в такі компоненти, як датчики тиску, може спростити технічне обслуговування та оновлення системи. Це економить потенційні апаратні витрати, оскільки цифровий датчик можна оновити за допомогою програмного забезпечення, а не замінити весь компонент.

Дизайн підключення та коротша довжина кабелю датчика цифрового тиску спрощує налаштування системи та зменшує загальну вартість встановлення для додатків, встановлених для цифрових комунікацій. Коли цифровий датчик тиску поєднується з трекером GPS, він може віддалено знайти та контролювати хмарні віддалені системи в режимі реального часу.

Цифрові датчики тиску пропонують багато переваг, таких як низьке споживання електроенергії, мінімальний електричний шум, діагностика датчиків та віддалений моніторинг.

Переваги цифрових датчиків тиску

Після того, як користувач оцінив, чи є аналоговий чи цифровий датчик тиску найкраще для даної програми, розуміння деяких корисних функцій цифрових датчиків тиску для промислових додатків допоможе підвищити безпеку, ефективність та надійність системи.

Просте порівняння міжінтегрованої схеми (I 2 С) та серійного периферійного інтерфейсу (SPI)

Два протоколи цифрового зв'язку, які зазвичай використовуються в промислових програмах,-це міжінтегрована схема (I 2 С) та серійний периферійний інтерфейс (SPI). I2C краще підходить для більш складних мереж, оскільки для встановлення потрібно менше проводів. Крім того, I2C дозволяє декілька мереж Master/Lave, тоді як SPI дозволяє лише одну майстер/множинну мережну мережу. SPI - ідеальне рішення для більш простої мережі та більш високої швидкості та передачі даних, таких як читання або написання SD -карт або запису зображень.

Вихідний сигнал та сенсорна діагностика

Важлива різниця між аналоговими та цифровими датчиками тиску полягає в тому, що аналог забезпечує лише один вихідний сигнал, тоді як цифрові датчики забезпечують два або більше, такі як сигнали тиску та температури та діагностика датчиків. Наприклад, у застосуванні вимірювання газового циліндра додаткова інформація про температуру розширює сигнал тиску на більш всебічне вимірювання, що дозволяє обчислити об'єм газу. Датчики дисигіталу також надають діагностичні дані, включаючи критичну інформацію, таку як надійність сигналу, готовність сигналу та несправності в режимі реального часу, що дозволяє профілактичне обслуговування та зменшення потенційного часу.

Діагностичні дані забезпечують детальний стан датчика, наприклад, чи пошкоджений датчик, чи є напруга живлення правильним, чи є оновлені значення в датчику, які можна отримати. Діагностичні дані цифрових датчиків можуть призвести до кращих рішень при усуненні несправностей, ніж аналогові датчики, які не надають детальної інформації про помилки сигналу.

Ще одна перевага цифрових датчиків тиску полягає в тому, що вони мають такі функції, як тривоги, які можуть попередити операторів про умови поза встановленими параметрами та можливість контролювати терміни та інтервал читання, допомагаючи зменшити загальне споживання енергії. Оскільки цифровий датчик тиску забезпечує велику кількість результатів та діагностичних функцій, загальна система є більш потужною та ефективною, оскільки дані надають клієнтам більш всебічну оцінку роботи системи. Окрім розширення вимірювань та самодіагностичних можливостей, використання цифрових датчиків тиску також може прискорити розробку та впровадження систем промислового Інтернету речей (IIOT) та Big Data Applications.

Екологічний шум

Електромагнетично галасливі середовища поблизу двигунів, довгих кабелів або джерел бездротової потужності можуть створювати проблеми перешкод для інтерференції для таких компонентів, як датчики тиску. Для запобігання електромагнітних перешкод (EMI) при аналогових датчиках тиску конструкція повинна включати належну кондиціонування сигналу, наприклад

Заземлені металеві щити або додаткові пасивні електронні компоненти, оскільки електричний шум може спричинити помилкові показання сигналу. Усі аналогові результати надзвичайно сприйнятливі до EMI; Однак використання аналогового виходу 4-20MA може допомогти уникнути цього перешкод.

На відміну від цього, датчики цифрових тиску менш сприйнятливі до екологічного шуму, ніж їхні аналогові еквіваленти, тому вони роблять хороший вибір для додатків, які повинні знати про EMI та вимагати виводу, крім рішення 4-20 мА. Слід зазначити, що різні типи цифрових датчиків тиску пропонують різні ступені надійності EMI, залежно від застосування. Інтегрована схема (I2C) та серійний периферійний інтерфейс (SPI) цифрові протоколи добре підходять для короткодоступних або компактних систем з довжиною кабелю менше 5 м, хоча точні допустимі довжини залежні від типу та витягу. на резисторі. Для систем, що потребують більш тривалих кабелів до 30 м, Canopen (з необов'язковим екрануванням) або датчики цифрового тиску IO-Link стали б найкращим вибором для імунітету EMI, хоча вони потребують більш ніж I2C та серійного периферійного інтерфейсу (SPI) високого споживання електроенергії).

Захист даних за допомогою циклічної перевірки надмірності (CRC)

Цифрові датчики пропонують можливість включити CRC в мікросхему, щоб допомогти, щоб клієнти могли розраховувати на сигнал. CRC даних зв'язку-це доповнення до перевірки цілісності внутрішньої пам’яті мікросхеми, що дозволяє користувачеві 100% перевірити вихід датчика, забезпечуючи додаткові заходи захисту даних для датчика. Функція CRC ідеально підходить для додатків датчиків тиску в галасливих умовах, таких як встановлені поблизу передавачів у хмарних системах. У цьому випадку існує підвищений ризик шуму, що порушує сенсорну мікросхему та генерацію бітових перемикачів, які можуть змінити повідомлення про зв'язок. CRC з цілісності пам'яті захистить внутрішню пам'ять від такої пошкодження та відремонтую її, якщо необхідно. Подібно, деякі цифрові датчики також забезпечують додатковий CRC у зв'язку з даними, що вказує на те, що дані, що передаються між датчиком та контролером, були зіпсовані та можуть викликати іншу спробу оцінити правильне читання датчика. CRC спрощує цей процес і забезпечує більшу гнучкість для дизайнера. На додаток до перевірки дійсності даних, деякі виробники додали більше електроніки для придушення шуму з таких джерел, як Wi -Fi, Bluetooth, GSM та ISM, для подальшого захисту достовірності даних.

Цифровий датчик тиску на роботі підтримує розумні мережі розподілу води

Втрата води внаслідок витоків, неточного вимірювання, несанкціонованого споживання або комбінації трьох є постійним викликом для великих мереж розподілу води. Застосування цифрових датчиків цифрового тиску до вузлів по всій мережі розподілу води є практичним та економічно вигідним способом відображення регіональної мережі розподілу води та дозволу комунальним підприємствам виявляти та знаходити ділянки, де відбувається несподівана втрата води.

При застосуванні до вузлів усієї мережі розподілу води, цифрові датчики тиску можуть допомогти визначити несподівані зони втрати води, тим самим ефективно усунення несправностей та підвищення ефективності системи.

Датчики тиску добре підходять для цих застосувань, як правило, або герметично герметизовані до IP69K, або модульних, щоб надати клієнтам більшу гнучкість дизайну. Щоб запобігти проникненню води в датчик протягом усього терміну експлуатації застосування, деякі виробники датчиків тиску використовують герметичне з'єднання зі скла до металу. Ущільнювач зі скла до металу є водонепроникним і створює герметичне ущільнення на "верх" датчика, що допомагає датчику досягти IP69K. Ця герметика означає, що датчик завжди вимірює різницю тиску між речовиною в застосуванні та повітрям навколо нього, запобігаючи зміщенню дрейфу.

Покращене регулювання газової системи під тиском

Датчики тиску відіграють різноманітні важливі ролі в моніторингу та доставці повітряних та медичних газів у всій розподіленій мережі. У цих типах застосувань датчики тиску можуть бути відповідальними за контроль компресора та різні функції моніторингу, включаючи впускний та вихідний потік, вихлоп циліндрів та статус фільтра повітря. Коли один сигнал тиску може побічно виміряти кількість частинок газових частинок у розташуванні в системі, поєднання тиску та відгуку температури, що забезпечується цифровим датчиком тиску, може забезпечити кращу оцінку кількості газу в цьому місці, що дозволяє краще налаштувати систему. Це дозволяє розробникам системи наблизитися до ідеальних умов експлуатації для програми.

Незважаючи на те, що все ще є деякі установи, які найкраще підходять для використання аналогових датчиків тиску, все більше і більше додатків Industry 4.0 виграють від використання своїх цифрових аналогів. Від імунітету EMI та масштабованої мережі до діагностики датчиків та захисту даних, цифрові датчики тиску забезпечують віддалений моніторинг та прогнозування, підвищення ефективності та надійності системи. Надійна конструкція датчиків із специфікаціями, такими як рейтинг IP69K, додаткові перевірки цілісності даних та велика вбудована електроніка для захисту EMI, допоможе збільшити термін експлуатації та зменшити потенційні помилки сигналу.