Elemente și Structuri de Automatizare - Traductoare de Presiune

PRESIUNEA

DEFINIRE: Presiunea este o mărime fizică derivată, vectorială, ce caracterizează starea unui fluid şi se defineşte ca raport între forţă şi suprafaţa pe care se exercită perpendicular şi uniform repartizat:

, ecuaţia de definire în raport cu mărimile fundamentale fiind:

UNITĂŢI DE MĂSURĂ: În SI, unitatea de măsură derivă chiar din relaţia de definiţie şi este newton pe metru pătrat: =Pa (Pascal), adică presiunea de este presiunea produsă de o forţă de 1N, normală şi uniform distribuită pe o suprafaţă cu aria de 1metru pătrat.

Multiplii şi submultiplii cei mai utilizaţi sunt:

TRADUCTOARE

DEFINIRE: Traductoarele sunt dispozitive care au rolul de a stabili o corespondenţă între o mărime de măsurat şi o altă mărime (de obicei o mărime electrică), aptă de a fi prelucrată de sistemele de prelucrare automată a datelor (regulatoare sau sisteme de conducere).

ELEMENTE COMPONENTE:

Un traductor este constituit, în general, din două blocuri principale :

- elementul sensibil (detector, captor, senzor), specific mărimii măsurate, care transformă mărimea de măsurat, z, într-o mărime intermediară, w;

- convertorul de ieşire (adaptorul), element ce prelucrează şi converteşte semnalul dat de elementul sensibil, w, într-o mărime direct utilizabilă în sistemul automat, y;

- elementele de transmisie, sunt elemente auxiliare care realizează conexiuni electrice, mecanice, optice sau de altă natură în situaţiile în care tehnologiile de realizare ale traductorului o impun;

- sursa de energie, necesară în cele mai frecvente cazuri pentru a menaja energia semnalului util.

SCHEMA BLOC A UNUI TRADUCTOR

CARACTERISTICI GENERALE

De obicei, adaptorul cuprinde şi sursa de energie care face posibilă convertirea mărimii Xo în mărimea Xe. La un traductor, mărimea de intrare Xi şi cea de ieşire Xe sunt de natură diferită, însă sunt legate între ele prin relaţia generală de dependenţă:

Xe = f(Xi)

care poate fi o funcţie liniară sau neliniară, cu variaţii continue sau discontinue.

Pe baza acestei relaţii de dependenţă, se stabilesc următoarele caracteristici generale valabile pentru orice traductor:

- Natura fizică a mărimilor şi de ieşire de intrare (presiune, debit, temperatură, deplasare etc., respectiv rezistenţă electrică, curent, tensiune etc.);

- Puterea consumată la intrare şi cea transmisă elementului următor (de sarcină). De obicei, puterea de intrare este relativ mică (câţiva waţi, miliwaţi sau chiar mai puţin), astfel încât elementul următor în schema de automatizare este aproape totdeauna un amplificator;

TRADUCTOARE DE PRESIUNE

Presiunea reprezintă un parametru de bază pentru majoritatea proceselor tehnologice în care se folosesc fluide. Deoarece presiunea se defineşte pe baza forţei, rezultă că metodele de măsurare sunt asemănătoare cu cele pentru măsurarea forţelor. Ceea ce diferă este forma elementelor sensibile, care pot fi:

CLASIFICAREA TRADUCTOARELOR DE PRESIUNE:

1. Traductoare de presiune cu elemente sensibile elastice:

-tubul Bourdon

-membrana simplă sau dublă (capsulă)

-tubul de tip burduf

2. Traductoare de presiune cu lichid cu tub U

3. Traductoare de presiune cu elemente piezorezistente

Traductoarele de presiune cu elemente sensibile elastice conţin elemente elastice care convertesc presiunea în deformaţie elastică a unor corpuri de formă specială. Elementele elastice utilizate frecvent sunt: tubul simplu curbat (tubul Bourdon), tubul spiral, membrana simplă sau dublă (capsula) şi tubul burduf.

Traductoare de presiune cu tub Bourdon

Tuburile Bourdon sunt tuburi cu pereţi subţiri sau groşi, de forma unui arc de cerc având la centru în jur de 250 grade.