Nachrichten - Vorteile digitaler Drucksensoren

Drucksensoren werden in einer Vielzahl von industriellen Anwendungen verwendet, die von Hydraulik und Pneumatik reichen. Wassermanagement, mobile Hydraulik und Offroad-Fahrzeuge; Pumpen und Kompressoren; Klima- und Kühlsysteme für Anlagentechnik und Automatisierung. Sie spielen eine Schlüsselrolle, um sicherzustellen, dass die Systemspannung innerhalb akzeptabler Grenzen liegt, und tragen dazu bei, einen zuverlässigen Betrieb von Anwendungen zu gewährleisten. Abhängig von den Anforderungen an die Installation und des Systems gibt es unterschiedliche Vorteile für die Verwendung von analogen und digitalen Drucksensoren.

Wann ist digital und analogDrucksensorenim Systemdesign

Wenn das vorhandene System auf der analogen Steuerung basiert, ist einer der Vorteile der Verwendung eines analogen Drucksensors die Einfachheit des Einrichtens. Wenn nur ein Signal benötigt wird, um einen dynamischen Prozess im Feld zu messen, wäre ein analoger Sensor in Kombination mit einem Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) eine einfachere Lösung, während ein digitaler Drucksensor ein spezifisches Protokoll für die Festlegung der Kommunikation mit dem Sensor erfordern würde. Bei Systemen, die keine Reaktionszeiten schneller benötigen als etwa 0,5 ms, sollten digitale Drucksensoren berücksichtigt werden, da sie das Netzwerk mit mehreren digitalen Geräten vereinfachen und das System zukunftssicherer machen.

Eine günstige Zeit, um in einem analogen System auf digitale Drucksensoren in Betracht zu ziehen, besteht darin, Komponenten auf programmierbare Mikrochips zu verbessern. Moderne Mikrochips sind jetzt billiger und einfacher zu programmieren, und ihre Integration in Komponenten wie Drucksensoren kann die Wartungs- und Systemaufrüstungen vereinfachen. Dies spart potenzielle Hardwarekosten, da der digitale Sensor über Software nicht über die gesamte Komponente aktualisiert werden kann.

Das Plug-and-Play-Design und die kürzere Kabellänge des digitalen Drucksensors vereinfachen das Systemaufbau und senkt die Gesamtinstallationskosten für Anwendungen, die für die digitale Kommunikation eingerichtet sind. Wenn der digitale Drucksensor mit einem GPS-Tracker kombiniert wird, kann er Cloud-basierte Remote-Systeme in Echtzeit remote lokalisieren und überwachen.

Digitale Drucksensoren bieten viele Vorteile wie geringer Stromverbrauch, minimale elektrische Rauschen, Sensordiagnose und Fernüberwachung.

Vorteile digitaler Drucksensoren

Sobald ein Benutzer bewertet hat, ob ein analoger oder digitaler Drucksensor für eine bestimmte Anwendung am besten geeignet ist, beiträgt das Verständnis einiger der vorteilhaften Funktionen, die digitale Drucksensoren für industrielle Anwendungen anbieten, die Sicherheit, Effizienz und Zuverlässigkeit der Systeme zu verbessern.

Ein einfacher Vergleich der interintegrierten Schaltung (I 2 C) und der seriellen peripheren Grenzfläche (SPI)

Zwei in industrielle Anwendungen üblicherweise verwendete digitale Kommunikationsprotokolle sind interintegrierte Schaltung (I 2 C) und serielle Peripheriegrenzfläche (SPI). I2C ist besser für komplexere Netzwerke geeignet, da für die Installation weniger Drähte erforderlich sind. Außerdem ermöglicht I2C mehrere Master-/Slave -Netzwerke, während SPI nur ein Master/Multiple -Slave -Netzwerk erlaubt. SPI ist eine ideale Lösung für einfachere Netzwerke und höhere Geschwindigkeiten und Datenübertragungen wie das Lesen oder Schreiben von SD -Karten oder das Aufnehmen von Bildern.

Ausgangssignal- und Sensordiagnostik

Ein wichtiger Unterschied zwischen analogen und digitalen Drucksensoren besteht darin, dass Analog nur ein Ausgangssignal liefert, während digitale Sensoren zwei oder mehr liefern, z. B. Druck- und Temperatursignale und Sensordiagnose. Beispielsweise erweitert die zusätzliche Temperaturinformationen in einer Gaszylindermessanwendung das Drucksignal in eine umfassendere Messung, sodass das Gasvolumen berechnet werden kann. Digitalsensoren liefern auch diagnostische Daten, einschließlich kritischer Informationen wie Signalzuverlässigkeit, Signalbereitschaft und Echtzeitfehler, die Vorbeugung und Verringerung der potenziellen Ausfallzeiten.

Diagnosedaten liefern einen detaillierten Status des Sensors, z. Diagnosedaten von digitalen Sensoren können bei der Fehlerbehebung zu besseren Entscheidungen führen als analoge Sensoren, die keine detaillierten Informationen zu Signalfehlern enthalten.

Ein weiterer Vorteil von digitalen Drucksensoren besteht darin, dass sie Merkmale wie Alarme aufweisen, die die Bedingungen außerhalb der festgelegten Parameter und die Fähigkeit zur Steuerung des Zeitpunkts und des Intervalls der Messungen auf die Verringerung des Gesamtenergieverbrauchs aufmerksam machen können. Da der digitale Drucksensor eine große Anzahl von Ausgaben und diagnostischen Funktionen bietet, ist das Gesamtsystem leistungsfähiger und effizienter, da die Daten Kunden eine umfassendere Bewertung des Betriebs des Systems bieten. Neben der Erweiterung der Mess- und selbstdiagnostischen Fähigkeiten kann der Einsatz digitaler Drucksensoren auch die Entwicklung und Implementierung des industriellen Internet of Things (IIOT) und Big-Data-Anwendungen beschleunigen.

Umgebungsgeräusche

Elektromagnetisch verrauschte Umgebungen in der Nähe von Motoren, langen Kabeln oder drahtlosen Stromquellen können für Komponenten wie Drucksensoren Signalstörungenherausforderungen erzeugen. Um elektromagnetische Interferenzen (EMI) in analogen Drucksensoren zu verhindern, muss das Design eine ordnungsgemäße Signalkonditionierung enthalten

Geerdete Metallschilde oder zusätzliche passive elektronische Komponenten, da elektrische Rauschen falsche Signalwerte verursachen können. Alle analogen Ausgänge sind äußerst anfällig für EMI; Die Verwendung eines analogen 4-20-mA-Ausgangs kann jedoch dazu beitragen, diese Interferenz zu vermeiden.

Im Gegensatz dazu sind digitale Drucksensoren weniger anfällig für Umgebungsgeräusche als ihre analogen Äquivalente. Daher treffen sie eine gute Wahl für Anwendungen, die sich der EMI bewusst sein müssen und eine andere Ausgabe als eine 4-20-mA-Lösung erfordern. Es ist zu beachten, dass verschiedene Arten von digitalen Drucksensoren je nach Anwendung unterschiedliche Grade der EMI-Robustheit bieten. Digitale Protokolle (INTER-integrierter Schaltkreis) und serielle periphere Schnittstelle (SPI) sind für kurzfristige oder kompakte Systeme mit Kabellängen von Kabel und Ziehen gut geeignet. auf dem Widerstand. Für Systeme, die längere Kabel von bis zu 30 m erfordern, wäre Canopen (mit optionaler Abschirmung) oder digitaler Drucksensoren von IO-Link die beste Wahl für die EMI-Immunität, obwohl sie mehr als I2C und serielle periphere Grenzfläche (SPI) mit hohem Stromverbrauch benötigen.

Datenschutz mit Cyclic Redundancy Check (CRC)

Digitale Sensoren bieten die Möglichkeit, einen CRC in den Chip aufzunehmen, um sicherzustellen, dass sich Kunden auf das Signal verlassen können. Die CRC der Kommunikationsdaten ist eine Ergänzung zur Integritätsprüfung des internen Chipspeichers, mit dem der Benutzer die Sensorausgabe zu 100% überprüfen kann und zusätzliche Datenschutzmaßnahmen für den Sensor bereitstellt. Die CRC-Funktion ist ideal für Drucksensoranwendungen in lauten Umgebungen, wie z. In diesem Fall besteht ein erhöhtes Risiko, dass Rausch den Sensorchip stört und Bitflips erzeugt, die die Kommunikationsnachricht verändern könnten. Ein CRC für die Speicherintegrität schützt den internen Speicher vor einer solchen Korruption und repariert sie bei Bedarf. In der Datenkommunikation liefern einige digitale Sensoren ebenfalls eine zusätzliche CRC, was darauf hinweist, dass die zwischen dem Sensor und dem Controller übertragenen Daten beschädigt wurden, und möglicherweise einen weiteren Versuch, ein korrektes Sensor -Lesen zu bewerten. Der CRC vereinfacht diesen Prozess und bietet dem Designer eine größere Flexibilität. Zusätzlich zu Datenvaliditätsprüfungen haben einige Hersteller mehr Elektronik hinzugefügt, um Rauschen aus Quellen wie WLAN, Bluetooth, GSM und ISM -Bändern zu unterdrücken, um die Datengültigkeit weiter zu schützen.

Der digitale Drucksensor bei der Arbeit unterstützt intelligente Wasserverteilungsnetzwerke

Wasserverlust durch Lecks, ungenaue Messung, unbefugter Verbrauch oder eine Kombination der drei ist eine ständige Herausforderung für große Wasserverteilungsnetzwerke. Die Anwendung digitaler Drucksensoren mit geringer Leistung auf Knoten im gesamten Wasserverteilungsnetz ist eine praktische und kostengünstige Möglichkeit, ein regionales Wasserverteilungsnetz zu kartieren und die Versorgung zu ermöglichen, Bereiche zu erkennen und zu lokalisieren, in denen unerwarteter Wasserverlust auftritt.

Wenn digitale Drucksensoren auf die Knoten des gesamten Wasserverteilungsnetzes angewendet werden, können sie unerwartete Bereiche für Wasserverluste identifizieren, wodurch die Systemeffizienz effektiv behoben und verbessert wird.

Drucksensoren, die für diese Anwendungen gut geeignet sind, sind in der Regel entweder hermetisch auf IP69K oder modular versiegelt, um den Kunden eine größere Designflexibilität zu bieten. Um zu verhindern, dass Wasser während der gesamten Lebensdauer der Anwendung in den Sensor eindringt, verwenden einige Drucksensor-Hersteller eine hermetische Gla-zu-Metall-Verbindung. Das Glas-Metall-Dichtung ist wasserdicht und erzeugt eine luftdichte Siegel auf der „Oberseite“ des Sensors, was dem Sensor hilft, IP69K zu erreichen. Diese Versiegelung bedeutet, dass der Sensor immer die Druckdifferenz zwischen der Substanz in der Anwendung und der Luft um ihn herum misst und die Offset -Drift verhindert.

Verbesserte Regulierung des unter Druck stehenden Gassystems

Drucksensoren spielen eine Vielzahl wichtiger Rollen bei der Überwachung und Lieferung von Druckluft und medizinischen Gasen in den Verteilungsnetzwerken. In diesen Arten von Anwendungen können Drucksensoren für die Kompressorkontrolle und verschiedene Überwachungsfunktionen verantwortlich sein, einschließlich Einlass- und Ausgangsfluss, Zylinderabgase und Luftfilterstatus. Während ein einzelnes Drucksignal indirekt die Menge an Gaspartikeln an einem Ort des Systems im System, der Kombination von Druck- und Temperaturkopplungen zur Verfügung gestellt wird, indirekt messen kann. Auf diese Weise können Systementwickler den idealen Betriebsbedingungen für die Anwendung näher kommen.

Während es immer noch einige Installationen gibt, die am besten für analoge Drucksensoren geeignet sind, profitieren immer mehr Industrie 4.0 -Anwendungen von der Verwendung ihrer digitalen Gegenstücke. Von der EMI -Immunität und skalierbarem Netzwerk bis hin zur Sensordiagnostik und Datenschutz ermöglichen digitale Drucksensoren eine Fernüberwachung und die Vorhersagewartung, verbessern die Systemeffizienz und die Zuverlässigkeit. Ein robustes Sensordesign mit Spezifikationen wie IP69K -Bewertung, zusätzliche Datenintegritätsprüfungen und umfangreiche Onboard -Elektronik für den EMI -Schutz wird dazu beitragen, die Lebensdauer zu erhöhen und potenzielle Signalfehler zu verringern.

Postzeit: Dec-10-2022