Примітки:
Верхні межі вимірювань (діапазони вимірювань), позначені знаком *, виготовлюються тільки за узгодженням з підприємством-виробником.
За замовленням споживачів датчики можуть виготовлятися з верхніми межами вимірювань (діапазонами вимірювань), виражених в інших одиницях вимірювання тиску (kgf/m2; kgf/sm2; bar; mbar).
Для датчиків різниці тисків граничний допустимий робочий надмірний тиск:
1,6; 2,5; 4 МПа для датчиків моделей 2410, 2415, 2520, 2530, 2540;
32; 40 МПа для датчиків моделей 2424, 2434, 2444, 2454, 2464;
4; 10; 16; 25 МПа для датчиків моделі 2420;
10; 16; 25 МПа для датчиків решти моделей.
Будова і принцип дії перетворювача.
Перетворювач складається з вимірювального пристрою та електронного блока. Перетворювачі різних параметрів мають уніфікований електронний пристрій і відрізняються лише конструкцією вимірювального блока.
Вимірюваний параметр подається в камеру вимірювального блока і лінійно перетворюється в деформацію чутливого елемента і зміну електричного опору тензорезисторів тензоперетворювача, розміщеного у вимірювальному блоці.
Чутливим елементом тензоперетворювача є пластина з монокрісталічного сапфіра з кремнієвими плівковими тензорезисторами (структура КНС), міцно з’єднана з металевою мембраною тензоперетворювача.
Тензорезисторний перетворювач (тензорезистор) являє собою провідник, що змінює свій опір при деформації стиснення/розтягнення. При деформації провідника змінюються його довжина l і площа поперечного перерізу Q. Деформація кристалічної решітки призводить до зміни питомого опору . Ці зміни приводять до зміни опору R провідника
R = l / Q. (2.1)
Ця властивість більшою чи меншою мірою притаманна всім провідникам. У наш час знаходять застосування провідникові (фольгові, дротові та плівкові) і напівпровідникові тензорезистори. Найкращим вітчизняним матеріалом для виготовлення провідникових тензорезисторів, які використовуються при температурах нижче 180 °С, є константан. Залежність опору R від відносної деформації з достатньою точністю описується лінійним двочленом
R = R0(l + ST), (2.2)
де R0 – опір тензорезистора без деформації; ST – тензочутливість матеріалу.
Тензочутливість константану лежить в межах 2,0…2,1. Нелінійність функції перетворення не перевищує 1 %.
Фольгові тензорезистори являють собою тонку лакову плівку, на яку нанесено фольгову тензочутливу решітку з константану товщиною 4…12 мкм (рис. 2.1), покриту лаком. Фольгові тензорезистори нечутливі до поперечної деформації внаслідок малого опору перемичок, які з’єднують тензочутливі елементи.
Дротяний тензорезистор має аналогічну будову, але його решітка виконана з константанового дроту товщиною 20…50 мкм.
Ф
Рис.
2.1
Напівпровідникові тензорезистори являють собою пластинку монокристала кремнію або германію довжиною 5…10 мм, завширшки 0,2…0,8 мм. До її торців приварені вивідні провідники. Номінальний опір лежить в межах 50…800 Ом. Властивості напівпровідникових і металевих перетворювачів сильно відрізняються. Чутливість напівпровідникових перетворювачів, яка в десятки разів перевищує чутливість дротових тензорезисторів, може бути як позитивною, так і негативною і лежить в межах SТ = 55…130. Як опір, так і чутливість тензоперетворювачів сильно залежать від температури. До вад тензоперетворювачів слід віднести великий розкид їхніх параметрів і характеристик.
Тензорезистори застосовуються для перетворення деформації різних деталей у зміну електричного опору. Для цього вони приклеюються до цих деталей і зазнають однакових з ними деформацій.