Fordele ved digitale tryksensorer

Tryksensorer bruges i en række industrielle anvendelser, der spænder fra hydraulik og pneumatik; vandforvaltning, mobil hydraulik og off-road køretøjer; pumper og kompressorer; Aircondition og kølesystemer til plante engineering og automatisering. De spiller en nøglerolle i at sikre, at systemstress er inden for acceptable grænser og hjælper med at sikre pålidelig drift af applikationer. Afhængig af kravene til installation og system er der forskellige fordele ved at bruge analoge og digitale tryksensorer.

Hvornår skal man bruge digital og analogTryksensoreri systemdesign

Hvis det eksisterende system er baseret på analog kontrol, er en af ​​fordelene ved at bruge en analog tryksensor dets enkelhed af opsætning. Hvis der kun er behov for et signal for at måle en dynamisk proces i marken, ville en analog sensor kombineret med en analog-til-digital (ADC) konverter være en enklere løsning, hvorimod en digital tryksensor kræver en specifik protokol til at etablere kommunikation med sensoren. Hvis systemelektronikken kræver en meget hurtig aktiv feedback-kontrol Loop, er en ren analog tryksensor er den bedste løsning. For systemer, der ikke kræver responstider hurtigere end ca. 0,5 ms, skal digitale tryksensorer overvejes, da de forenkler netværk med flere digitale enheder og gør systemet mere fremtidssikker.

Et passende tidspunkt til at overveje at skifte til digitale tryksensorer i et analogt system er at opgradere komponenter til at omfatte programmerbare mikrochips. Moderne mikrochips er nu billigere og lettere at programmere, og deres integration i komponenter som tryksensorer kan forenkle vedligeholdelses- og systemopgraderinger. Dette sparer potentielle hardwareomkostninger, da den digitale sensor kan opdateres via software snarere end at udskifte hele komponenten.

Et passende tidspunkt til at overveje at skifte til digitale tryksensorer i et analogt system er at opgradere komponenter til at omfatte programmerbare mikrochips. Moderne mikrochips er nu billigere og lettere at programmere, og deres integration i komponenter som tryksensorer kan forenkle vedligeholdelses- og systemopgraderinger. Dette sparer potentielle hardwareomkostninger, da den digitale sensor kan opdateres via software snarere end at udskifte hele komponenten.

Plug-and-play-design og kortere kabellængde af den digitale trykføler forenkler systemopsætningen og reducerer de samlede installationsomkostninger til applikationer, der er oprettet til digital kommunikation. Når den digitale trykføler kombineres med en GPS-tracker, kan den eksternt lokalisere og overvåge skybaserede fjernsystemer i realtid.

Digitale tryksensorer tilbyder mange fordele, såsom lavt strømforbrug, minimal elektrisk støj, sensordiagnostik og fjernovervågning.

Fordele ved digitale tryksensorer

Når en bruger har evalueret, om en analog eller digital tryksensor er bedst til en given applikation, vil det at forstå nogle af de fordelagtige funktioner, som digitale tryksensorer tilbyder til industrielle applikationer, hjælpe med at forbedre systemets sikkerhed, effektivitet og pålidelighed.

En simpel sammenligning af interintegreret kredsløb (I 2 C) og seriel perifer interface (SPI)

To digitale kommunikationsprotokoller, der ofte bruges i industrielle applikationer, er interintegreret kredsløb (I 2 C) og seriel perifer interface (SPI). I2C er bedre egnet til mere komplekse netværk, fordi der kræves færre ledninger til installation. I2C tillader også flere master/slave netværk, mens SPI kun tillader et master/multiple slavenetværk. SPI er en ideel løsning til enklere netværk og højere hastigheder og dataoverførsler såsom læsning eller skrivning af SD -kort eller optagelsesbilleder.

Output signal og sensordiagnostik

En vigtig forskel mellem analoge og digitale tryksensorer er, at analoge kun giver et outputsignal, mens digitale sensorer giver to eller flere, såsom tryk og temperatursignaler og sensordiagnostik. I en gascylindermålingsprogram udvider de yderligere temperaturinformation for eksempel tryksignalet til en mere omfattende måling, hvilket gør det muligt at beregne gasvolumen. Digital sensorer giver også diagnostiske data, herunder kritisk information, såsom signal pålidelighed, signalberedskab og realtidsfejl, hvilket muliggør forebyggende vedligeholdelse og reducerer potentiel nedetid.

Diagnostiske data giver en detaljeret status for sensoren, såsom om sensorelementet er beskadiget, om forsyningsspændingen er korrekt, eller om der er opdaterede værdier i sensoren, der kan opnås. Diagnostiske data fra digitale sensorer kan føre til bedre beslutninger, når fejlfinding end analoge sensorer, der ikke giver detaljerede oplysninger om signalfejl.

En anden fordel ved digitale tryksensorer er, at de har funktioner såsom alarmer, der kan advare operatører om forhold uden for indstillede parametre og evnen til at kontrollere timingen og aflæsningen af ​​aflæsninger, hvilket hjælper med at reducere det samlede energiforbrug. Da den digitale trykføler giver et stort antal output og diagnostiske funktioner, er det samlede system mere kraftfuldt og effektivt, fordi dataene giver kunderne en mere omfattende evaluering af systemets drift. Ud over at udvide måling og selvdiagnostiske kapaciteter kan brugen af ​​digitale tryksensorer også fremskynde udviklingen og implementeringen af ​​industrielle internet for ting (IIoT) -systemer og big data-applikationer.

Miljøstøj

Elektromagnetisk støjende miljøer i nærheden af ​​motorer, lange kabler eller trådløse strømkilder kan skabe signalinterferensudfordringer for komponenter såsom tryksensorer. For at forhindre elektromagnetisk interferens (EMI) i analoge tryksensorer skal designet omfatte korrekt signalkonditionering, såsom f.eks.

Jordede metalskærme eller yderligere passive elektroniske komponenter, som elektrisk støj kan forårsage falske signalaflæsninger. Alle analoge output er ekstremt modtagelige for EMI; Brug af en 4-20MA-analog output kan dog hjælpe med at undgå denne interferens.

I modsætning hertil er digitale tryksensorer mindre modtagelige for miljømæssig støj end deres analoge ækvivalenter, så de træffer et godt valg til applikationer, der skal være opmærksomme på EMI og kræver en anden output end en 4-20MA-løsning. Det skal bemærkes, at forskellige typer af digitale tryksensorer tilbyder forskellige grader af EMI-robusthed, afhængigt af applikationen. Inter-integreret kredsløb (I2C) og seriel perifer interface (SPI) digitale protokoller er velegnet til kort-rækkevidde eller kompakte systemer med kabelængder på mindre end 5 m, skønt de nøjagtige tilladte længder er stort set afhængige af typen af ​​kabel og træk. på modstanden. For systemer, der kræver længere kabler op til 30 m, ville Canopen (med valgfri afskærmning) eller IO-Link digitale tryksensorer være det bedste valg til EMI-immunitet, skønt de kræver mere end I2C og seriel perifere interface (SPI) højeffektforbrug) modstykker.

Databeskyttelse ved hjælp af cyklisk redundanscheck (CRC)

Digitale sensorer tilbyder muligheden for at inkludere en CRC i chippen for at sikre, at kunderne kan stole på signalet. CRC for kommunikationsdataene er et supplement til integritetskontrollen for den interne chiphukommelse, hvilket giver brugeren til 100% at verificere sensorudgangen, hvilket giver yderligere databeskyttelsesforanstaltninger til sensoren. CRC-funktionen er ideel til tryksensorapplikationer i støjende miljøer, såsom dem, der er installeret i nærheden af ​​transmitterne i skybaserede systemer. I dette tilfælde er der en øget risiko for, at støj forstyrrer sensorchippen og genererer bit -vipper, der kan ændre kommunikationsmeddelelsen. En CRC på hukommelsesintegritet vil beskytte den interne hukommelse mod sådan korruption og reparere den om nødvendigt. Lignende, nogle digitale sensorer giver også en yderligere CRC i datakommunikationen, hvilket indikerer, at data, der transmitteres mellem sensoren og controller, har været ødelagt og kan udløse et andet forsøg på at evaluere en korrekt sensorlæsning. I nogle tilfælde omgås, omgå dette ved at interwealere kommunikationen med sensoren med ekstern kommunikation, som med den eksterne kommunikation, såsom med skyen, gate, gate. CRC forenkler denne proces og giver designeren større fleksibilitet. Foruden kontrol af datavalitet har nogle producenter tilføjet mere elektronik for at undertrykke støj fra kilder som WiFi, Bluetooth, GSM og ISM -bånd for yderligere at beskytte datavalitet.

Digital tryksensor på arbejdet understøtter smarte vandfordelingsnetværk

Vandtab på grund af lækager, unøjagtig måling, uautoriseret forbrug eller en kombination af de tre er en konstant udfordring for store vandfordelingsnetværk. Anvendelse af digitale tryksensorer med lav effekt på noder i hele vanddistributionsnetværket er en praktisk og omkostningseffektiv måde at kortlægge et regionalt vandfordelingsnetværk og give værktøjer til at registrere og lokalisere områder, hvor uventet vandtab opstår.

Når de anvendes til knudepunkterne i hele vanddistributionsnetværket, kan digitale tryksensorer hjælpe med at identificere uventede vandtabsområder og derved effektivt fejlfinde og forbedre systemeffektiviteten.

Tryksensorer, der er velegnet til disse applikationer, er typisk enten hermetisk forseglet til IP69K eller modulopbygget for at give kunderne større designfleksibilitet. For at forhindre vand i at trænge ind i sensoren i hele applikationens levetid bruger nogle trykfølerproducenter en hermetisk forbindelse med glas til metal. Glas-til-metalforseglingen er vandtæt og skaber en lufttæt tætning på sensorens "top", som hjælper sensoren med at opnå IP69K. Denne tætning betyder, at sensoren altid måler trykforskellen mellem stoffet i påføringen og luften omkring det, hvilket forhindrer offsetdrift.

Forbedret regulering af undertrykket gassystem

Tryksensorer spiller en række vigtige roller i overvågning og levering af trykluft og medicinske gasser i hele distributionsnetværk. I disse typer applikationer kan tryksensorer være ansvarlige for kompressorstyring og forskellige overvågningsfunktioner, herunder indtag og udgangsstrøm, cylinderudstødning og luftfilterstatus. Mens et enkelt tryksignal indirekte kan måle mængden af ​​gaspartikler på et sted i systemet, kan kombinationen af ​​tryk og temperatur feedback leveret af et digitalt tryksensor give et bedre estimat af mængden af ​​gas på dette sted, der muliggør bedre systemstuning og overvågning. Dette giver systemudviklere mulighed for at komme tættere på de ideelle driftsbetingelser for applikationen.

Mens der stadig er nogle installationer, der er bedst egnede til at bruge analoge tryksensorer, drager flere og flere industri 4.0 -applikationer fordel af at bruge deres digitale kolleger. Fra EMI -immunitet og skalerbar netværk til sensordiagnostik og databeskyttelse muliggør digitale tryksensorer fjernovervågning og forudsigelig vedligeholdelse, forbedring af systemeffektivitet og pålidelighed. Et robust sensordesign med specifikationer såsom en IP69K -vurdering, yderligere dataintegritetskontrol og omfattende elektronik ombord til EMI -beskyttelse vil hjælpe med at øge levetiden og reducere potentielle signalfejl.