Датчиклар

Тензометрик босим датчиклари ишлаб чиқаришда қўлланилаётган босим датчиклари ичида асосий ўринни эгалламоқда. Уларни ишлаш принципи турли формада тайёрланган тензорезисторли эластик менбрана эгилиши билан электр қаршилигини ўзгаришига асосланган. Тензоқаршиликлар плёнка ёки сим кўринишида тайёрланиши мумкин. Уларни асосий характеристикаси электр қаршилигини ўзгаришини деформация ўзгаришига нисбати билан белгиланади.



1.26. Расм. Тензоқаршиликли босим ўлчаш датчигининг ўрнатилиш схемаси

Қуйидаги 1.27-расмда эса тензоқаршиликли босим ўлчаш датчигининг ўрнатилиш схемасининг MATLAB дастурида яратилган модели берилган. Бу модел орқали тензоқаршиликли босим ўлчаш датчигининг деярли барча режимлардаги параметрларини кўриш имкони мавжуддир.

1.27. Расм. Тензоқаршиликли босим ўлчаш датчигини ўрнатилиш схемаси

Россиянинг асосий босим датчикларини ишлаб чиқарувчи фирмаларида тензоқаршилик «сапфирга кремний» структураси кўринишида, автоматлаштириш қурилмаларини ишлаб чиқаришда дунёда иккинчи рейтингда турувчи Siemens фирмасида «кремнийга кремний» структурасида ишлаб чиқилмоқда.

Кўп адабиётларда тензоқаршиликли босим датчикларини асосий элементини ташкил этувчи «тензоқаршилик»ни «тензоайлантирувчи» деб ҳам аталмоқда.

1.29. Расм. «Сапфир-22» маркасидаги босим датчиги схематик тузилиши.
а) 1- тензокаршилик, 2- электрон блок. б) 1,2- менбрана, 3- кучни узатувчи ричаг, 4- тензокаршилик, 5- электрон блок.

Тензоқаршиликли босим датчикларида датчикка таъсир этувчи қисми икки хил бўлиши мумкин. Бевосита босим таъсир этиши мумкин ёки натижавий куч ричаг орқали узатилиши мумкин. Босим бевосита таъсир этувчи тензоқаршиликли босим датчикларида ўлчаш интервали аниқ белгиланади. Бу оралиқнни қайта бошқа оралкни ўлчаш учун созлаб бўлмайди. Иккинчи тур, таъсир ричаг орқали куч таъсирида узатиладиган тензоқаршиликли босим датчикларида ўлчаш оралиқларини маълим оралиқларга қайта созлаш мумкин. Қайта созлаш датчикни электрон блокида жойлашган калитлар орқали ёки агар тензоқаршиликли босим датчиги микропроцессорли бўлса махсус программатор орқали амалга оширилади. Мисол учун «Сапфир-22М-ДИ» тензоқаршиликли ортиқча босимни ўлчаш датчигини «2050» моделини қуйидаги интерваллардаги ортиқча босимни ўлчашга созлаш мумкин:
0 дан 0,4 мПа гача;
0 дан 0,6 мПа гача;
0 дан 1,0 мПа гача;
0 дан 1,6 мПа гача;
0 дан 2,5 мПа гача.

Ўлчаш оралиқларини танлашда технологик жараёндаги ўлчанаётган жойдаги максимал босимга қаралади. Агар максимал босим кичикроқ бўлсада, тензоқаршиликли босим датчигини каттароқ оралиқга созланса, ўлчаш аниқлиги камаяди. Чунки ўлчашдаги бирлик ўлчам катталашиб кетади. Шунинг учун танланаётган тензоқаршиликли босим датчигини ўлчаш интервали технологик жараён боосимини ўзгариш интервалига мос бўлиши керак.

Технологик жараёнларни автоматик бошқариш тизимларида кенг қўлланилаётган Россия компанияларида ишлаб чиқарилаётган «Сапфир-22М» босим айлантириш датчигига кенгроқ тўхталиб ўтамиз. Бу босим датчиги нормал ва агрессив муҳитларни қуйида келтирилган босим турларини ўлчаб масофага келтирилган электр сигнали кўринишида узатувчи қурилмадир:
«Сапфир-22М- ДА» абсолют босимни ўлчаш датчиги;
«Сапфир-22М- ДИ» ортиқча босимни ўлчаш датчиги;
«Сапфир-22М- ДВ» босим камайиши(разряжения)ни ўлчаш датчиги;
«Сапфир-22М- ДИВ» ортиқча - камайган босимни ўлчаш датчиги;
«Сапфир-22М- ДД» босим фарқини ўлчаш датчиги.
«Сапфир-22М» босим датчиги (1.30-расм) қўлланилаётган ўлчаш тизимидаги иккиламчи ўлчов воситаси келтирилган электр сигналлари 0÷5 мА, 4÷20 мА, 0÷20 мА, доимий токларини кирувчи сигнал сифатида қабул қила олиши керак. Босим датчиги ўзини маркасига қараб, 36 В ёки 24 В ли стабиллаштирилган доимий ток манбаи билан бирга ишлатилади.
Тензоқаршиликли босимни айлантирувчи қурилмаларида асосий қисмларидан бири электрон блокдир. Унинг вазифаси деформация остида сезувчи элементни қаршилигини ўзгаришини калибровкада келтирилган босимга мос чиқиш электр сигналини ташкил этишдир.
Босим датчигини юқорида айтиб ўтилган интервалларга созлаш учун ХВ5, ХВ6, ХВ7 калитларидан ва 11, 12 корректорларидан фойдаланилади. Бу қисмларга кириш учун босим датчигига асосий қопқоқлари очилиб 10 чи қопқоқ ҳам олинади. Калитларни ўрнатилиши ва корректорлардан фойдаланиш кетма-кетлиги датчикни паспортида ёки инструкциясида кўрсатилади.
«Сапфир-22М» босим датчиги иккиламчи ўлчаш воситасига икки хил усулда уланиши мумкин, 4 симли ёки икки симли.
1-симли уланишда босим датчигига ток манбаи клеммникни 1,2 нуқталарга уланиб, чиқиш сигнали клеммникни 3, 4 нуқталардан ток кучи кўринишида олинади. 2- симли уланишда клеммникни 3, 4 чи нуқталар ўзаро туташтирилиб, ток манбаи ва юклама, яъни иккиламчи ўлчаш воситаси клеммникни 1, 2 нуқталарга уланади. Бу турдаги босим датчиклари ўзларини стандарт доимий ток манбалари 22БП-36 билан бирга қўлланилади. 22БП-36 доимий ток манбаи стабиллашган 36 В кучланишга эга бўлиб, 1, 2, 4, 6 каналли бўлади. 6- каналли ток манбаига бир вақтни ўзида 6 тагача босим датчиги уланиши мумкин.


1.30. Расм. «Сапфир-22М» босим датчиги электрон блоки.
1- клеммник, 2- экранни улаш жойи, 4- копкок, 5,7,9 – электрон платалар,- 8- беркитувчи резина халка, 10- копког,11,12- улчаш интервалини ва ноль ни созлаш коректорлари мос холда, 13- кабел кириш жойи, 14- датчикни корпусини ерга улаш болти, 15- тешикни вактинча бекитиш бекиткичи






1.31. Расм. 1-симли уланиш схемаси.
I- босим датчиги электрон блоки клеммниги, II- ташкий клеммник, III- кабель, IV- доимий ток манбаии., V- чикиш сигнали.

1.32. Расм. 2-симли уланиш схемаси.
I- босим датчиги электрон блоки клеммниги, II- ташкий клеммник, III- кабель, IV- ток манбаии ва юклама, чикиш сигнали.

Расмда II лар босим датчиклари, R_н иккиламчи ўлчаш воситалари.

1.33. Расм. 6-каналли ток манбаига датчикларни уланиш схемаси. I- электр тармоги(220 В), II- босим датчиклари.

Дунё бўйича автоматлаштирилган тизимларда қўлланиладиган қурилмаларни ишлаб чиқарувчи компаниялар жуда кўп. Лекин улардан Honeywell, Simens, Advantech, ва бошқа компаниялар қурилмалари ўзларини ишончлилиги, хатолиги камлиги, калибровкалаш қулайлиги ва универсаллиги билан ажралиб туради. Лекин улардан ташқари Россия компаниялари ишлаб чиқараётган тензорезисторли босим датчиклари Сапфир ва Метран ҳам технологик жараёнларни назорат қилишда кенг қўлланилмоқда.

Метран босим датчиларидан ҳозирда ишлаб чиқарилаётгани асосан микропроцессорли бўлиб, ўлчанаётган босим интервалига программатор орқали программалаштирилади. Баъзи Метран босим датчикларини чиқиш сигналлари рақамли бўлиб, бевосита компьютерларга визуализация ва архивлаш учун узатилиши мумкин. Масалан қуйидаги келтирилган датчикларни интелектуаль датчиклар деб аталиб, программалаштирилишига қараб келтирилган (унифицированный) ёки HART протоколи бўйича рақамли электр сигнали чиқаради. Ўлчашдаги асосий нисбий хатолик 0,1% ни ташкил этади.

• 
  ортиқча босим ўлчаш датчиги - Метран-100-ДИ;
  
• 
  абсолют босим ўлчаш датчиги - Метран-100-ДА;
  
• 
  босим пасайиши (разрежения) ўлчаш датчиги - Метран-100-ДВ;
  
• 
  босим – босим пасайиши ўлчаш датчиги - Метран-100-ДИВ;
  
• 
  босим фарқи (перепад) ўлчаш датчиги - Метран-100-ДД;
  
• 
  гидростатик босим ўлчаш датчиги - Метран-100-ДГ.
  

1.34. Расм. Метран -100- ДИ ортиқча босим ўлчаш датчиги

1.35. расм. Метран -100- ДД босим фаркини улчаш датчиги

Дунёда кенг тарқалган босим /пасайган босим (жадвал 2.) ва босим фарқи (жадвал 3.)ўлчаш датчиқаларини техник катталиклар ва нархларини қуйидаги жадваллардан таккослаш мумкин :

1.3.1-Жадвал