Avantajele senzorilor de presiune digitală

Senzorii de presiune sunt folosiți într -o varietate de aplicații industriale, de la hidraulică și pneumatică; gestionarea apei, hidraulică mobilă și vehicule off-road; pompe și compresoare; Sisteme de aer condiționat și refrigerare pentru inginerie și automatizare a plantelor. Acestea joacă un rol cheie în asigurarea că stresul sistemului este în limite acceptabile și ajută la asigurarea funcționării fiabile a aplicațiilor. În funcție de instalarea și cerințele sistemului, există avantaje diferite în utilizarea senzorilor de presiune analogică și digitală.

Când să utilizați digital și analogSenzori de presiuneîn proiectarea sistemului

Dacă sistemul existent se bazează pe controlul analogic, unul dintre avantajele utilizării unui senzor de presiune analogică este simplitatea configurației sale. Dacă este nevoie de un singur semnal pentru a măsura un proces dinamic în câmp, un senzor analog combinat cu un convertor analog-digital (ADC) ar fi o soluție mai simplă, în timp ce un senzor de presiune digitală ar necesita un protocol specific pentru a stabili comunicarea cu senzorul. Pentru sistemele care nu necesită timp de răspuns mai rapid decât aproximativ 0,5ms, ar trebui luați în considerare senzorii de presiune digitală, deoarece simplifică rețeaua cu mai multe dispozitive digitale și fac ca sistemul să fie mai rezistent la viitor.

Un moment oportun pentru a lua în considerare trecerea la senzori de presiune digitală într -un sistem analogic este de a actualiza componentele pentru a include microcipuri programabile. Microchipurile moderne sunt acum mai ieftine și mai ușor de programat, iar integrarea lor în componente precum senzorii de presiune ar putea simplifica întreținerea și modernizarea sistemului. Acest lucru economisește costuri hardware potențiale, deoarece senzorul digital poate fi actualizat prin intermediul software -ului, mai degrabă decât înlocuirea întregii componente.

Un moment oportun pentru a lua în considerare trecerea la senzori de presiune digitală într -un sistem analogic este de a actualiza componentele pentru a include microcipuri programabile. Microchipurile moderne sunt acum mai ieftine și mai ușor de programat, iar integrarea lor în componente precum senzorii de presiune ar putea simplifica întreținerea și modernizarea sistemului. Acest lucru economisește costuri hardware potențiale, deoarece senzorul digital poate fi actualizat prin intermediul software -ului, mai degrabă decât înlocuirea întregii componente.

Proiectarea plug-and-play și lungimea mai scurtă a cablului senzorului de presiune digitală simplifică configurarea sistemului și reduce costurile generale de instalare pentru aplicațiile configurate pentru comunicații digitale. Când senzorul de presiune digitală este combinat cu un tracker GPS, acesta poate localiza de la distanță și monitoriza sistemele de la distanță bazate pe cloud în timp real.

Senzorii de presiune digitală oferă multe avantaje, cum ar fi consumul redus de energie, zgomotul electric minim, diagnosticul senzorilor și monitorizarea la distanță.

Avantajele senzorilor de presiune digitală

Odată ce un utilizator a evaluat dacă un senzor de presiune analog sau digital este cel mai bun pentru o anumită aplicație, înțelegerea unora dintre caracteristicile benefice oferite de senzorii de presiune digitală pentru aplicații industriale va ajuta la îmbunătățirea siguranței, eficienței și fiabilității sistemului.

O comparație simplă a circuitului inter-integrat (I 2 C) și a interfeței periferice seriale (SPI)

Două protocoale de comunicare digitală utilizate în mod obișnuit în aplicațiile industriale sunt circuitul inter-integrat (I 2 C) și interfața periferică serială (SPI). I2C este mai potrivit pentru rețele mai complexe, deoarece sunt necesare mai puține fire pentru instalare. De asemenea, I2C permite mai multe rețele de master/sclavi, în timp ce SPI permite doar o rețea master/multiplă sclavi. SPI este o soluție ideală pentru rețele mai simple și viteze mai mari și transferuri de date, cum ar fi citirea sau scrierea cardurilor SD sau înregistrarea imaginilor.

Semnal de ieșire și diagnostic senzor

O diferență importantă între senzorii de presiune analog și digital este faptul că Analog oferă un singur semnal de ieșire, în timp ce senzorii digitali oferă două sau mai multe, cum ar fi semnale de presiune și temperatură și diagnosticare a senzorilor. De exemplu, într-o aplicație de măsurare a cilindrului de gaz, informațiile suplimentare de temperatură extind semnalul de presiune într-o măsurare mai cuprinzătoare, permițând calcularea volumului de gaz. Senzorii digitali furnizează, de asemenea, date de diagnostic, inclusiv informații critice, cum ar fi fiabilitatea semnalului, pregătirea semnalului și defecțiuni în timp real, permițând întreținerea preventivă și reducând timpul de încetare potențial.

Datele de diagnostic oferă o stare detaliată a senzorului, cum ar fi dacă elementul senzorului este deteriorat, dacă tensiunea de alimentare este corectă sau dacă există valori actualizate în senzor care pot fi obținute. Datele de diagnostic de la senzorii digitali pot duce la decizii mai bune atunci când depanarea decât senzorii analogici care nu oferă informații detaliate despre erorile de semnal.

Un alt beneficiu al senzorilor de presiune digitală este faptul că au caracteristici precum alarmele care pot avertiza operatorii cu privire la condițiile în afara parametrilor stabiliți și capacitatea de a controla calendarul și intervalul lecturilor, contribuind la reducerea consumului general de energie. Deoarece senzorul de presiune digitală oferă un număr mare de ieșiri și funcții de diagnostic, sistemul general este mai puternic și mai eficient, deoarece datele oferă clienților o evaluare mai cuprinzătoare a funcționării sistemului. În plus față de extinderea capacităților de măsurare și auto-diagnosticare, utilizarea senzorilor de presiune digitală poate accelera, de asemenea, dezvoltarea și implementarea sistemelor de internet industrial de lucruri (IIoT) și aplicații de date mari.

Zgomot de mediu

Mediile zgomotoase electromagnetic în apropierea motoarelor, a cablurilor lungi sau a surselor de alimentare wireless pot crea provocări de interferență ale semnalului pentru componente precum senzorii de presiune. Pentru a preveni interferența electromagnetică (EMI) în senzorii de presiune analogică, proiectarea trebuie să includă condiționarea corectă a semnalului, cum ar fi

Scuturi metalice împământate sau componente electronice pasive suplimentare, deoarece zgomotul electric poate provoca lecturi false ale semnalului. Toate ieșirile analogice sunt extrem de sensibile la EMI; Cu toate acestea, utilizarea unei ieșiri analogice de 4-20mA poate ajuta la evitarea acestei interferențe.

În schimb, senzorii de presiune digitală sunt mai puțin susceptibili la zgomotul de mediu decât echivalenții lor analogici, astfel încât fac o alegere bună pentru aplicațiile care trebuie să fie conștiente de EMI și necesită o ieșire alta decât o soluție de 4-20mA. Trebuie menționat că diferite tipuri de senzori de presiune digitală oferă diferite grade de robustete EMI, în funcție de aplicație. Circuitul integrat de inter (I2C) și de interfața periferică serială (SPI) protocoalele digitale sunt potrivite pentru sistemele de termen scurt sau compacte, cu lungimi de cablu de mai puțin de 5m, deși lungimile admise exacte depind larg de dependență de tipul de cablu și de tracțiune. pe rezistență. Pentru sistemele care necesită cabluri mai lungi de până la 30 m, Canopen (cu ecranare opțională) sau senzori de presiune digitală IO-Link ar fi cea mai bună alegere pentru imunitatea EMI, deși necesită mai mult decât I2C și interfața periferică serială (SPI) consum de energie mare).

Protecția datelor folosind verificarea redundanței ciclice (CRC)

Senzorii digitali oferă opțiunea de a include un CRC în cip pentru a vă asigura că clienții se pot baza pe semnal. CRC al datelor de comunicare este un supliment la verificarea integrității a memoriei cipului intern, permițând utilizatorului să verifice 100% ieșirea senzorului, oferind măsuri suplimentare de protecție a datelor pentru senzor. Funcția CRC este ideală pentru aplicațiile senzorului de presiune în medii zgomotoase, cum ar fi cele instalate în apropierea emițătorilor în sistemele bazate pe cloud. În acest caz, există un risc crescut de a perturba zgomotul cipului senzorului și de a genera flipuri de biți care ar putea modifica mesajul de comunicare. Un CRC privind integritatea memoriei va proteja memoria internă de o astfel de corupție și va repara dacă este necesar. În mod cert, unii senzori digitali furnizează, de asemenea, un CRC suplimentar în comunicarea de date, ceea ce indică faptul că datele transmise între senzor și controler au fost corupte și pot declanșa o altă încercare de a evalua o citire corectă a senzorului. În unele cazuri, utilizatorii finali, prin intermediul comunicării cu comunicarea cu comunicarea senzorului. CRC simplifică acest proces și oferă o mai mare flexibilitate proiectantului. În plus față de verificările de validitate a datelor, unii producători au adăugat mai multe electronice pentru a suprima zgomotul din surse precum benzile WiFi, Bluetooth, GSM și ISM pentru a proteja în continuare validitatea datelor.

Senzorul de presiune digitală la locul de muncă acceptă rețele inteligente de distribuție a apei

Pierderea de apă din cauza scurgerilor, a contorizării inexacte, a consumului neautorizat sau a unei combinații dintre cele trei este o provocare constantă pentru rețelele mari de distribuție a apei. Aplicarea senzorilor de presiune digitală cu putere redusă la nodurile din întreaga rețea de distribuție a apei este o modalitate practică și rentabilă de a cartografia o rețea regională de distribuție a apei și de a permite utilităților să detecteze și să localizeze zonele în care are loc pierderi de apă neașteptate.

Atunci când sunt aplicate pe nodurile întregii rețele de distribuție a apei, senzorii de presiune digitală pot ajuta la identificarea zonelor neașteptate de pierdere a apei, astfel depanarea eficientă și îmbunătățirea eficienței sistemului.

Senzorii de presiune potriviți pentru aceste aplicații sunt de obicei sigilați ermetic la IP69K, fie modular pentru a oferi clienților o mai mare flexibilitate a proiectării. Pentru a preveni pătrunderea apei senzorului de-a lungul vieții aplicației, unii producători de senzori de presiune folosesc o conexiune ermetică din sticlă-metal. Sigiliul din sticlă-metal este etanș și creează un sigiliu etanș pe „partea de sus” a senzorului, ceea ce ajută senzorul să obțină IP69K. Această etanșare înseamnă că senzorul măsoară întotdeauna diferența de presiune între substanța din aplicație și aerul din jurul acesteia, împiedicând deriva compensată.

Reglementarea îmbunătățită a sistemului de gaz presurizat

Senzorii de presiune joacă o varietate de roluri importante în monitorizarea și livrarea aerului sub presiune și a gazelor medicale în rețelele de distribuție. În aceste tipuri de aplicații, senzorii de presiune pot fi responsabili pentru controlul compresorului și diverse funcții de monitorizare, inclusiv debitul de admisie și de ieșire, evacuarea cilindrului și starea filtrului de aer. În timp ce un semnal de presiune unic poate măsura indirect cantitatea de particule de gaz într -o locație a sistemului, combinația de feedback de presiune și temperatură oferită de un senzor digital de presiune poate oferi o estimare mai bună a cantității de gaz la locația respectivă, permițând o mai bună tunizare și monitorizare a sistemului. Acest lucru permite dezvoltatorilor de sistem să se apropie de condițiile ideale de operare pentru aplicație.

Deși există încă unele instalații care sunt cele mai potrivite pentru a utiliza senzori de presiune analogică, din ce în ce mai multe aplicații Industry 4.0 beneficiază de utilizarea omologilor lor digitali. De la imunitatea EMI și rețeaua scalabilă până la diagnosticul senzorilor și protecția datelor, senzorii de presiune digitală permit monitorizarea la distanță și întreținerea predictivă, îmbunătățind eficiența și fiabilitatea sistemului. Un design robust al senzorului, cu specificații, cum ar fi un rating IP69K, verificări suplimentare de integritate a datelor și electronice extinse la bord pentru protecția EMI va ajuta la creșterea vieții și la reducerea erorilor de semnal potențiale.