– Sig‘imli;
– Rezonansli;
– Induksion;
– ionizatsion.
Pezoelektrik bosim datchiklari. Kristallarni ma’lum tomoniga bosim berilganida qarama-qarshi tomonlarida zaryad to‘planish hodisasiga asoslangan.
6.25 – rasm. Pezoelektrik bosim datchigi sxemasi: 1- menbrana, 2- kvars, 3- metallqatlam
Rasm 6.25. da pezoelektrik bosim datchigi sxematik keltirilgan. R bosim 1 membrana orqali 3- kvarsga ta’sir etib, uni deformatsiyalaydi. Natijada pezoelektrik fizik hodisaga asosan. Z metall qatlamlarda turlicha ishorali zaryadlar hosil bo‘ladi.
Hosil bo‘layotgan zaryadni quyidagicha ifodalash mumkin;
Q = kF = kPS
bu yerda k – pezoelektrik doimiysi, P – ta’sir etuvchi bosim.
Datchik chiqishidagi kuchlanish
u = Q/C
ifodasi bilan aniqlanadi. Bu yerda C – o‘lchash zanjiridagi umumiy sig‘im.
Kvars boshqa pezo xususiyatlarga ega bo‘lgan segnetoelektriklar ichida mexanik jihatdan mustahkam va qattiqlikka ega bo‘lgani uchun membranani qattiq deformatsiyalanishiga yo‘l qo‘ymaydi. Bu esa pezoelektrik effektni uzatilishini kechiktirmaydi. Shuning uchun bunday pezoelektrik datchiklarni yuqori chastotali tebranishlarni aniqlashda ham ishlatish imkoniyatini beradi. Kvarsni pezoelektrik doiymisi 2 10
K/N bo‘lib temperaturaga kam bog‘liqligi yuqori temperaturali jarayonlarda bosim datchigi sifatida qo‘llanishiga olib keladi.
Tenzometrik bosim datchiklari ishlab chiqarishda qo‘llanilayotgan bosim datchiklari ichida asosiy o‘rinni egallamoqda. Ularni ishlash prinsipi turli formada tayyorlangan tenzorezistrli elastik membrana egilishi bilan elektr qarshiligini o‘zgarishiga asoslangan. Tenzoqarshiliklar plyonka yoki sim ko‘rinishida tayyorlanishi mumkin. Ularni asosiy xarakteristikasi elektr qarshiligini o‘zgarishini deformatsiya o‘zgarishiga nisbati bilan belgilanadi.
6.26 – rasm. Tenzoqarshilikli bosim o’lchash datchigini o’rnatilish sxemasi
Rossiyani asosiy bosim datchiklarini ishlab chiqaruvchi firmalarida tenzoqarshilik «sapfirga kremniy» strukturasi qo‘llanilmoqda. Bu strukturalar ko‘rinishida, avtomatlashtirish qurilmalarini ishlab chiqarishda dunyoda ikkinchi reytingda turuvchi Siemens firmasida ham ishlab chiqilmoqda.
6.27-rasm. Plenkali teziqarshilik
1-asos, 2-plenka.
Ko‘p adabiyotlarda tenzoqarshilikli bosim datchiklarini asosiy elenmentini tashqil etuvchi «tenzoqarshilik»ni «tenzoaylantiruvchi» deb ham atalmoqda.
6.28 – rasm. «Sapfir-22» markasidagi bosim datchigi sxematik tuzilishi.a) 1- tenzoqarshilik, 2- elektron blok. b) 1,2- menbrana, 3- kuchni uzatuvchi richag, 4- tenzoqarshilik, 5- elektron blok.
Tenzoqarshilikli bosim datchiklarida datchikga ta’sir etuvchi qismi ikki xil bo‘lishi mumkin. Bevosita bosim ta’sir etishi mumkin (6.28a-rasm) yoki natijaviy kuch richag orqali uzatilishi mumkin (6.28b-rasm). Bosim bevosita ta’sir etuvchi tenzoqarshilikli bosim datchiklarida o‘lchash intervali aniq belgilanadi. Bu oraliqni boshqa oraliqni o‘lchash uchun qayta sozlab bo‘lmaydi. Ikkinchi tur, ta’sir richag orqali kuch ta’sirida uzatiladigan tenzoqarshilikli bosim datchiklarida o‘lchash oraliqlarini ma’lum oraliqlarga qayta sozlash mumkin. Qayta sozlash datchikni elektron blokida joylashgan kalitlar orqali yoki agar tenzoqarshilikli bosim datchigi mikroprotsessorli bo‘lsa, maxsus programmator orqali amalga oshiriladi. Misol uchun «Sapfir-22M-DI» tenzoqarshilikli ortiqcha bosimni o‘lchash datchigini «2050» modelini quyidagi intervallardagi ortiqcha bosimni o‘lchashga sozlash mumkin:
0 dan 0,4 mPa.gacha;
0 dan 0,6 mPa.gacha;
0 dan 1,0 mPa.gacha;
0 dan 1,6 mPa.gacha;
0 dan 2,5 mPa.gacha.
O«lchash oraliqlarini tanlashda texnologik jarayondagi o‘lchanayotgan joydagi maksimal bosimga qaraladi. Agar maksimal bosim kichikroq bo‘lsada, tenzoqarshilikli bosim datchigini kattaroq oraliqqa sozlansa, o‘lchash aniqligi kamayadi. Chunki o‘lchashdagi birlik o‘lcham (sena deleniya) kattalashib ketadi. Shuning uchun tanlanayotgan tenzoqarshilikli bosim datchigini o‘lchash intervali texnologik jarayon bosimini o‘zgarish intervaliga mos bo‘lishi kerak.
Texnologik jarayonlarni avtomatik boshqarish tizimlarida keng qo‘llanilayotgan Rossiya kompaniyalarida ishlab chiqarilayotgan «Sapfir-22M» bosim o‘zgartirish datchigiga kengroq to‘xtalib o‘tamiz. Bu bosim datchigi normal va agressiv muhitlarni quyida keltirilgan bosim turlarini o‘lchab, masofaga keltirilgan elektr signali ko‘rinishida uzatuvchi qurilmadir:
«Sapfir-22M- DA» absolyut bosimni o‘lchash datchigi;
«Sapfir-22M- DI» ortiqcha bosimni o‘lchash datchigi;
«Sapfir-22M- DV» bosim kamayishi (разряжения) ni o‘lchash datchigi;
«Sapfir-22M- DIV» ortiqcha – kamaygan bosimni o‘lchash datchigi;
«Sapfir-22M- DD» bosim farqini o‘lchash datchigi.
«Sapfir-22M» bosim datchigi qo‘llanilayotgan o‘lchash tizimidagi ikklamchi o‘lchov vositasi keltirilgan elektr signallari 0 ? 5 mA, 4 ? 20 mA, 0 ? 20 mA, doimiy toklarni kiruvchi signal sifatida qabul qila olishi kerak. Bosim datchigi o‘zini markasiga qarab, 36 V yoki 24 V.li stabillashtirilgan doimiy tok manbai bilan birga ishlatiladi.
Tenzoqarshilikli bosimni o‘zgartiruvchi qurilmalarida asosiy qismlardan biri elektron blokidir. Uning vazifasi deformatsiya ostida sezuvchi elementni qarshiligini o‘zgarishini kalibrovkada keltirilgan bosimga mos chiqish elektr signalini tashkil etishdir.
6.29 – rasm. 4-simli ulanish sxemasi.I- bosim datchigi elektron bloki klemmnigi, II- tashqi klemmnik, III- kabel, IV- doimiy tok manbai., V- chiqish signali.
6.30- rasm. 2-simli ulanish sxemasi.I- bosim datchigi elektron bloki klemmnigi, II- tashqi klemmnik, III- kabel, IV- tok manbai va yuklama, chqish signali.
4-simli ulanishda bosim datchigiga tok manbai klemmnikni 1,2 nuqtalarga ulanib, chiqish signali klemmnikni 3,4 nuqtalardan tok kuchi ko‘rinishida olinadi. 2- simli ulanishda klemmnikni 3,4 chi nuqtalar o‘zaro tutashtirilib, tok manbai va yuklama, ya’ni ikkilamchi o‘lchash vositasi klemmnikni 1,2 nuqtalarga ulanadi. Bu turdagi bosim datchiklari o‘zlarini standart doimiy tok manbalari 22BP-36 bilan birga qo‘llaniladi. 22BP-36 doimiy tok manbai stabillashgan 36 V kuchlanishga ega bo‘lib, 1,2,4,6 kanalli bo‘ladi. 6- kanalli tok manbaiga bir vaqtni o‘zida 6 tagacha bosim datchigi ulanishi mumkin.
6.31 – rasmda II lar bosim datchiklari, Rn ikkilamchi o‘lchash vositalari.
6.31 – rasm. 6-kanalli tok manbaiga datchiklarni ulanish sxemasi I elektr tarmog‘i (220 V), II bosim datchiklari.
Dunyo bo‘yicha avtomatlashtirilgan tizimlarda qo‘llaniladigan qurilmalarni ishlab chiqaruvchi kompaniyalar juda ko‘p. Lekin ulardan Honuveyel, Simens, Advantech, va boshqa kompaniyalar qurilmalari o‘zlarini ishonchliligi, xatoligi kamligi, kalibrovkalash qulayligi va universalligi bilan ajralib turadi. Lekin ulardan tashqari Rossiya kompaniyalari ishlab chiqarayotgan tenzorezistorli bosim datchiklari Sapfir va Metran ham texnologik jarayonlarni nazorat qilishda keng qo‘llanilmoqda.
Metran bosim datchiklaridan hozirda ishlab chiqarilayotgani asosan mikroprotsessorli bo‘lib, o‘lchanayotgan bosim intervaliga programmator orqali programmalashtiriladi. Ba’zi Metran bosim datchiklarini chiqish signallari raqamli bo‘lib, bevosita kompyuterlarga vizualizatsiya va arxivlash uchun uzatilishi mumkin. Masalan quyidagi keltirilgan datchiklarni intellektual datchiklar deb atalib, programmalashtirilishiga qarab keltirilgan (unifitsirovanniy) yoki HART protokoli bo‘yicha raqamli elektr signali chiqaradi. O‘lchashdagi asosiy nisbiy xatolik 0,1% ni tashkil etadi.
– ortiqcha bosim o‘lchash datchigi – Metran-100-DI;
– absolyut bosim o‘lchash datchigi – Metran-100-DA;
– bosim pasayishi (разрежения) o‘lchash datchigi – Metran-100-DV;
– bosim – bosim pasayishi o‘lchash datchigi – Metran-100-DIV;
– bosim farqi (perepad) o‘lchash datchigi – Metran-100-DD;
– gidrostatik bosim o‘lchash datchigi – Metran-100-DG.
6.32 – rasm. Metran -100- DI ortiqcha bosim o‘lchash datchigi
6.33 – rasm. Metran -100- DD bosim farqini o‘lchash datchigi
Dunyoda keng tarqalgan bosim – pasaygan bosim va bosim farqi o‘lchash datchikalarini texnik kattaliklar va narxlarini quyidagi jadvallardan taqqoslash mumkin:
Texnologik jarayonlarni boshqarishni avtomatlashtirilgan tizimlarida foydalanishga qulay va arzon mikroprotsessorli tenzoqarshilikli kichik o‘lchamli bosimni o‘lchash datchiklari ham qo‘llanila boshlandi.
6.34 – rasm. Kichik o‘lchamli PD 100 ortiqcha bosim o‘lchash datchigi
Ularni asosiy qulayliklari quyidagilar:
– kichik o‘lchamli bo‘lganligi sababli o‘rnatishga ko‘p mehnat talab qilinmaydi;
– korpusini himoyalanishi IR65;
