10. decembra 2013

Senzory Sensirion SDP zmerajú tlak ale aj prietok

Kalibrované diferenciálne senzory tlaku nájdu využitie v priemysle ale aj v každom inteligentnom dome.

Vetranie, klimatizáciu (HVAC), či akékoľvek iné aplikácie, kde je tlak alebo prietok vzduchu (plynu) podstatný, je možné precízne regulovať len ak poznáme reálne tlakové/ prietokové pomery. Kontrola funkcie ventilátorov, stav filtrov,…, aj na tento účel sú veľmi vhodné diferenciálne senzory tlaku od švajčiarskej spoločnosti Sensirion s výbornou presnosťou a dlhodobou stabilitou.

Keďže senzory SDP sú diferenciálne, majú 2 pripojovacie trysky. Základom týchto senzorov je miniatúrny vyhrievací element a dva teplotné senzory. Rozdiel tlakov spôsobí, že cez komponent prúdi malé množstvo vzduchu a ten spôsobí rozdiel v teplote týchto zabudovaných teplotných senzorov. Teplotný rozdiel priamo závisí na množstve (hmotnosti) vzduchu, ktorý prechádza senzorom a to samozrejme závisí práve na rozdiele tlakov. Veľkou výhodou voči membránovým senzorom tlaku je dlhodobá vysoká presnosť aj pri meraní malých tlakov a zachovanie presnosti „nulového bodu“.

Nakoľko hustota vzduchu alebo akéhokoľvek plynu je závislá od teploty, bolo by meranie len na základe rozdielu teplôt dvoch vnútorných senzorov nepresné. Preto majú senzory SDP zabudovanú kompenzáciu podľa aktuálnej teploty a zároveň linearizáciu, takže výsledkom je priamo údaj použiteľný na ďalšie spracovanie. Rozlíšenie senzorov je veľmi vysoké a je nastaviteľné užívateľom v rozsahu 9-16 bitov. Výsledný binárny údaj vyčítaný cez I2C rozhranie stačí vydeliť konštantou uvedenou v tab. 2.1na str. 3 v katalógovom liste SDP6xxv1.7 a získame výsledný údaj v požadovaných fyzikálnych jednotkách (Pa, bar, inch).

Univerzálnou a cenovo výhodnou sériou je séria SDP600 (6xx) v ktorej nájdeme typy optimalizované pre meranie tlaku (SDP 600/610), hmotnostného prietoku (SDP601/611), a typy s minimálnou spotrebou vhodné pre batériové prístroje (SDP606/616). Všetky tieto typy sú schopné merať „obojsmerne“ t.j. kladné aj záporné hodnoty. Pre aplikácie, kde vieme, že rozdiel tlakov bude vždy kladný (prietok len jedným smerom) je možné použiť aj cenovo výhodnejšie typy SDP 500/510 (reálne aj tieto typy merajú aj záporné hodnoty ale ich presnosť nie je v tomto rozsahu garantovaná). Pre väčšinu aplikácií nie je potrebná žiadna ďalšia kompenzácia, jedine môže byť potrebné výsledný údaj vynásobiť konštantou pre kompenzáciu nadmorskej výšky uvedenou v tabuľke 5.4 na str. 6 v datasheete.

Ako je možné použiť tak malý senzor na meranie prietoku veľkého množstva vzduchu?

Pomerne jednoducho. Stačí urobiť malé zúženie v potrubí a takto vytvoriť „odpor“ ako je to popísané v aplikačnej príručke SDPxxx_Bypass_Configuration. V elektronickej analógii je potom meranie rozdielu tlaku podobné meraniu napätiu na odpore, ktoré závisí na prúde pretekajúce daným odporom. Senzory SDP je možné použiť aj na meranie rozdielu tlakov v danom potrubí voči okolitému prostrediu tak, že jeden vývod senzora necháme „nepripojený“. Pochopiteľne takúto konfiguráciu je možné použiť len ak je malý únik meraného „plynu“ (vzduch) do okolitého prostredia prijateľný.

Bližšie informácie vám poskytne katalógový list SDP600 ako aj dokumenty SDP600_Sensor_Selection_Guide_V2, CMOSens_for_HVAC, SDP6x0_Changing_Measurement_Resolution a SDP6x0_Pressure_Drop_In_Hose.

Pre bližšie informácie ohľadom výrobkov Sensirion prosím kontaktujte firmu SOS electronic s.r.o. na adrese info@soselectronic.sk.