مزایای سنسورهای فشار دیجیتال

سنسورهای فشار در انواع کاربردهای صنعتی اعم از هیدرولیک و پنوماتیک استفاده می شود. مدیریت آب ، هیدرولیک موبایل و وسایل نقلیه خارج از جاده ؛ پمپ ها و کمپرسورها ؛ سیستم های تهویه مطبوع و تبرید به مهندسی و اتوماسیون گیاهان. آنها نقش مهمی در اطمینان از اینكه استرس سیستم در حد قابل قبول است و به اطمینان از عملکرد قابل اعتماد برنامه ها كمك می كنند. بسته به نیازهای نصب و سیستم ، مزایای مختلفی برای استفاده از سنسورهای فشار آنالوگ و دیجیتال وجود دارد.

چه زمانی از دیجیتال و آنالوگ استفاده کنیمسنسورهای فشاردر طراحی سیستم

اگر سیستم موجود مبتنی بر کنترل آنالوگ باشد ، یکی از مزایای استفاده از سنسور فشار آنالوگ ، سادگی آن در تنظیم است. اگر فقط یک سیگنال برای اندازه گیری یک فرآیند پویا در این زمینه مورد نیاز باشد ، یک سنسور آنالوگ همراه با یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) یک راه حل ساده تر خواهد بود ، در حالی که یک سنسور فشار دیجیتال برای برقراری ارتباط با سنسور به یک پروتکل خاص نیاز دارد. اگر الکترونیک سیستم به یک حلقه کنترل بازخورد بسیار سریع نیاز دارد ، یک سنسور فشار آنالوگ خالص بهترین راه حل است. برای سیستمهایی که نیاز به زمان پاسخ سریعتر از حدود 0.5ms ندارند ، باید سنسورهای فشار دیجیتال در نظر گرفته شوند ، زیرا آنها شبکه را با چندین دستگاه دیجیتال ساده می کنند و سیستم را ضد آینده تر می کنند.

یک زمان مناسب برای در نظر گرفتن تغییر به سنسورهای فشار دیجیتال در یک سیستم آنالوگ ، به روزرسانی قطعات برای شامل میکروچیپ های قابل برنامه ریزی است. میکروچیپ های مدرن در حال حاضر ارزان تر و برنامه ریزی آسان تر هستند و ادغام آنها در مؤلفه هایی مانند سنسورهای فشار می تواند تعمیر و نگهداری و ارتقاء سیستم را ساده کند. این باعث صرفه جویی در هزینه های احتمالی سخت افزار می شود ، زیرا سنسور دیجیتال می تواند از طریق نرم افزار به جای جایگزینی کل مؤلفه به روز شود.

یک زمان مناسب برای در نظر گرفتن تغییر به سنسورهای فشار دیجیتال در یک سیستم آنالوگ ، به روزرسانی قطعات برای شامل میکروچیپ های قابل برنامه ریزی است. میکروچیپ های مدرن در حال حاضر ارزان تر و برنامه ریزی آسان تر هستند و ادغام آنها در مؤلفه هایی مانند سنسورهای فشار می تواند تعمیر و نگهداری و ارتقاء سیستم را ساده کند. این باعث صرفه جویی در هزینه های احتمالی سخت افزار می شود ، زیرا سنسور دیجیتال می تواند از طریق نرم افزار به جای جایگزینی کل مؤلفه به روز شود.

طراحی پلاگین و بازی و طول کابل کوتاه تر سنسور فشار دیجیتال ، تنظیم سیستم را ساده می کند و هزینه نصب کلی برنامه های تنظیم شده برای ارتباطات دیجیتال را کاهش می دهد. هنگامی که سنسور فشار دیجیتال با یک ردیاب GPS ترکیب می شود ، می تواند از راه دور سیستم های از راه دور مبتنی بر ابر را در زمان واقعی پیدا و نظارت کند.

سنسورهای فشار دیجیتال مزایای بسیاری از قبیل مصرف کم مصرف ، حداقل نویز الکتریکی ، تشخیص سنسور و نظارت از راه دور را ارائه می دهند.

مزایای سنسورهای فشار دیجیتال

هنگامی که یک کاربر ارزیابی کرد که آیا یک سنسور فشار آنالوگ یا دیجیتال برای یک برنامه خاص بهتر است ، درک برخی از ویژگی های مفید سنسورهای فشار دیجیتال برای کاربردهای صنعتی به بهبود ایمنی سیستم ، کارایی و قابلیت اطمینان کمک می کند.

یک مقایسه ساده از مدار بین یکپارچه (I 2 C) و رابط محیطی سریال (SPI)

دو پروتکل ارتباطات دیجیتال که معمولاً در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند ، مدار بین یکپارچه (I 2 C) و رابط محیطی سریال (SPI) هستند. I2C برای شبکه های پیچیده تر مناسب تر است زیرا سیم های کمتری برای نصب مورد نیاز هستند. همچنین ، I2C به چندین شبکه استاد/برده اجازه می دهد ، در حالی که SPI فقط به یک شبکه برده استاد/چندگانه اجازه می دهد. SPI یک راه حل ایده آل برای شبکه سازی ساده تر و سرعت بالاتر و انتقال داده ها مانند خواندن یا نوشتن کارت های SD یا ضبط تصاویر است.

سیگنال خروجی و تشخیص سنسور

تفاوت مهمی بین سنسورهای فشار آنالوگ و دیجیتال در این است که آنالوگ فقط یک سیگنال خروجی را فراهم می کند ، در حالی که سنسورهای دیجیتال دو یا چند مورد مانند سیگنال های فشار و دما و تشخیص سنسور را ارائه می دهند. به عنوان مثال ، در یک کاربرد اندازه گیری سیلندر گاز ، اطلاعات دمای اضافی سیگنال فشار را به اندازه گیری جامع تر گسترش می دهد و باعث می شود حجم گاز محاسبه شود. سنسورهای دیجیتال همچنین داده های تشخیصی ، از جمله اطلاعات مهم مانند قابلیت اطمینان سیگنال ، آمادگی سیگنال و گسلهای در زمان واقعی را فراهم می کنند و باعث می شود تا نگهداری پیشگیرانه و کاهش بالقوه کاهش یابد.

داده های تشخیصی وضعیت مفصلی از سنسور را ارائه می دهد ، از جمله اینکه آیا عنصر سنسور آسیب دیده است ، چه ولتاژ عرضه صحیح است یا اینکه آیا مقادیر به روز شده در سنسور وجود دارد که می توان به دست آورد. داده های تشخیصی از سنسورهای دیجیتال می توانند در هنگام عیب یابی نسبت به سنسورهای آنالوگ که اطلاعات مفصلی در مورد خطاهای سیگنال ارائه نمی دهند ، منجر به تصمیمات بهتر شوند.

یکی دیگر از مزایای سنسورهای فشار دیجیتال این است که آنها دارای ویژگی هایی مانند آلارم هستند که می توانند اپراتورها را به شرایط خارج از پارامترهای تعیین شده و امکان کنترل زمان و فاصله خوانش ها هشدار دهند و به کاهش مصرف کلی انرژی کمک می کنند. از آنجا که سنسور فشار دیجیتال تعداد زیادی از خروجی ها و عملکردهای تشخیصی را ارائه می دهد ، سیستم کلی قدرتمندتر و کارآمدتر است ، زیرا داده ها ارزیابی جامع تری از عملکرد سیستم را در اختیار مشتریان قرار می دهند. علاوه بر گسترش قابلیت های اندازه گیری و قابلیت تشخیص خود ، استفاده از سنسورهای فشار دیجیتال همچنین می تواند توسعه و اجرای سیستم های اینترنتی صنعتی اشیاء (IIOT) و برنامه های داده های بزرگ را تسریع کند.

سر و صدا

محیط های پر سر و صدا الکترومغناطیسی در نزدیکی موتورها ، کابل های طولانی یا منابع بی سیم می توانند چالش های تداخل سیگنال را برای اجزای مانند سنسورهای فشار ایجاد کنند. برای جلوگیری از تداخل الکترومغناطیسی (EMI) در سنسورهای فشار آنالوگ ، طراحی باید شامل تهویه مناسب سیگنال مانند

سپرهای فلزی زمینی یا اجزای الکترونیکی منفعل اضافی ، به عنوان نویز الکتریکی ممکن است باعث قرائت سیگنال کاذب شود. تمام خروجی های آنالوگ بسیار مستعد EMI هستند. با این حال ، استفاده از یک خروجی آنالوگ 4-20mA می تواند به جلوگیری از این تداخل کمک کند.

در مقابل ، سنسورهای فشار دیجیتال نسبت به معادل های آنالوگ خود نسبت به سر و صدای محیطی مستعد کمتری هستند ، بنابراین آنها برای برنامه هایی که باید از EMI آگاه باشند ، انتخاب مناسبی را انتخاب می کنند و به غیر از یک راه حل 4-20mA نیاز به خروجی دارند. لازم به ذکر است که انواع مختلفی از سنسورهای فشار دیجیتال ، بسته به برنامه کاربردی ، درجه های مختلفی از استحکام EMI را ارائه می دهند. مدار یکپارچه (I2C) و رابط پیرامونی محیطی (SPI) پروتکل های دیجیتال برای سیستم های کوتاه یا فشرده با طول کابل کمتر از 5M مناسب هستند ، اگرچه طول های مجاز دقیقاً مجازات بسیار وابسته به نوع کابل است. در مقاومت برای سیستمهایی که به کابل های طولانی تر تا 30 متر نیاز دارند ، سنسورهای فشار دیجیتال یا سنسورهای فشار دیجیتال با لینک IO-Link بهترین انتخاب برای مصونیت EMI خواهند بود ، اگرچه آنها به بیش از I2C و رابط محیطی سریال (SPI) مصرف انرژی زیاد) نیاز دارند.

محافظت از داده ها با استفاده از بررسی افزونگی چرخه ای (CRC)

سنسورهای دیجیتال گزینه ای را برای ارائه CRC در تراشه ارائه می دهند تا اطمینان حاصل شود که مشتریان می توانند به سیگنال اعتماد کنند. CRC از داده های ارتباطی مکمل بررسی یکپارچگی حافظه تراشه داخلی است و به کاربر اجازه می دهد تا 100 ٪ خروجی سنسور را تأیید کند ، اقدامات حفاظت از داده های اضافی را برای سنسور ارائه می دهد. عملکرد CRC برای کاربردهای سنسور فشار در محیط های پر سر و صدا ، مانند موارد نصب شده در نزدیکی فرستنده ها در سیستم های مبتنی بر ابر ایده آل است. در این حالت ، خطر ابتلا به نویز باعث ایجاد مزاحمت در تراشه سنسور و تولید بیت های بیت می شود که می تواند پیام ارتباطی را تغییر دهد. CRC در یکپارچگی حافظه ، حافظه داخلی را از چنین فساد محافظت می کند و در صورت لزوم آن را ترمیم می کند. در صورت لزوم ، برخی از سنسورهای دیجیتال همچنین CRC اضافی را در ارتباط داده ها ارائه می دهند ، نشان می دهد که داده های منتقل شده بین سنسور و کنترل کننده فاسد شده است و ممکن است تلاش دیگری برای ارزیابی یک سنسور صحیح ایجاد کند. در بعضی موارد ، کاربران نهایی این کار را با همبستگی با ارتباط با ارتباطات خارجی انجام می دهند و با هم ارتباط برقرار می کنند. CRC این فرآیند را ساده می کند و انعطاف پذیری بیشتری را برای طراح فراهم می کند. علاوه بر بررسی اعتبار داده ، برخی از تولید کنندگان الکترونیکی بیشتری را برای سرکوب نویز از منابع مانند WiFi ، Bluetooth ، GSM و ISM Bands برای محافظت بیشتر از اعتبار داده ها اضافه کرده اند.

سنسور فشار دیجیتال در محل کار از شبکه های توزیع آب هوشمند پشتیبانی می کند

از بین رفتن آب به دلیل نشت ، اندازه گیری نادرست ، مصرف غیرمجاز یا ترکیبی از این سه یک چالش ثابت برای شبکه های بزرگ توزیع آب است. استفاده از سنسورهای فشار دیجیتالی کم قدرت در گره ها در سراسر شبکه توزیع آب روشی عملی و مقرون به صرفه برای نقشه برداری از یک شبکه توزیع آب منطقه ای است و به برنامه های کاربردی اجازه می دهد تا مناطقی را که از دست دادن آب غیر منتظره در آن رخ می دهد ، شناسایی و پیدا کنند.

هنگامی که روی گره های کل شبکه توزیع آب اعمال می شود ، سنسورهای فشار دیجیتال می توانند به شناسایی مناطق غیر منتظره از دست دادن آب کمک کنند ، از این طریق به طور موثری عیب یابی و بهبود کارایی سیستم را انجام می دهند.

سنسورهای فشار مناسب برای این برنامه ها به طور معمول یا از نظر هرمنتیک به IP69K یا Modular بسته می شوند تا به مشتریان انعطاف پذیری بیشتری ارائه دهند. برای جلوگیری از نفوذ آب به سنسور در طول عمر کاربرد ، برخی از تولید کنندگان سنسور فشار از اتصال هرمتیک شیشه ای به فلز استفاده می کنند. مهر و موم شیشه ای به فلز از آب و هوای ضد آب است و یک مهر و موم هوایی را در "بالای" سنسور ایجاد می کند ، که به سنسور کمک می کند تا IP69K را بدست آورد. این آب بندی به این معنی است که سنسور همیشه اختلاف فشار بین ماده موجود در کاربرد و هوای اطراف آن را اندازه گیری می کند و از تخریب جبران جلوگیری می کند.

مقررات بهبود یافته سیستم گاز تحت فشار

سنسورهای فشار نقش های مهمی را در نظارت و تحویل گازهای تحت فشار هوا و پزشکی در کل شبکه های توزیع ایفا می کنند. در این نوع برنامه ها ، سنسورهای فشار می توانند مسئولیت کنترل کمپرسور و عملکردهای مختلف نظارت از جمله جریان و خروجی ، اگزوز سیلندر و وضعیت فیلتر هوا را بر عهده بگیرند. در حالی که یک سیگنال فشار منفرد می تواند به طور غیرمستقیم مقدار ذرات گازی را در یک مکان در سیستم اندازه گیری کند ، ترکیبی از فشار و دما ارائه شده توسط یک سنسور فشار دیجیتال می تواند با استفاده از سیستم بهتر از آن ، تنظیمات را در اختیار شما قرار می دهد و باعث می شود تا از نظر گاز بهتر از آن استفاده می کند و باعث می شود تا از محل استفاده بهتر از گاز استفاده کند و این باعث می شود که از نظر گاز بهتر باشد و این باعث می شود که از نظر گاز بهتر باشد و این باعث می شود که از نظر گاز بهتر باشد و این باعث می شود که از نظر گاز بهتر باشد و این باعث می شود که از نظر گاز بهتر باشد و این باعث می شود که از نظر گاز بهتر باشد و این باعث می شود که از نظر گاز بهتر باشد و این باعث می شود که از نظر گاز بهتر باشد و این باعث می شود که از نظر گاز بهتر باشد و این باعث می شود که از نظر گاز بهتر باشد و این باعث می شود که از نظر گاز بهتر باشد و این باعث می شود که از نظر سطح بهتر از گاز باشد. این به توسعه دهندگان سیستم اجازه می دهد تا به شرایط عملیاتی ایده آل برای برنامه نزدیک شوند.

در حالی که هنوز نصب هایی وجود دارد که برای استفاده از سنسورهای فشار آنالوگ به بهترین وجه مناسب هستند ، برنامه های بیشتر و بیشتر صنعت 4.0 از استفاده از همتایان دیجیتال خود بهره مند می شوند. از مصونیت EMI و شبکه های مقیاس پذیر گرفته تا تشخیص سنسور و محافظت از داده ها ، سنسورهای فشار دیجیتال نظارت از راه دور و نگهداری پیش بینی ، بهبود راندمان سیستم و قابلیت اطمینان را امکان پذیر می کنند. یک طراحی سنسور قوی با مشخصات مانند رتبه بندی IP69K ، بررسی های اضافی یکپارچگی داده ها و الکترونیک گسترده ای برای محافظت از EMI به افزایش طول عمر و کاهش خطاهای احتمالی سیگنال کمک می کند.