Voordelen van digitale druksensoren

Druksensoren worden gebruikt in verschillende industriële toepassingen, variërend van hydraulica en pneumatiek; Waterbeheer, mobiele hydraulica en off-road voertuigen; pompen en compressoren; Airconditioning en koelsystemen om engineering en automatisering te planten. Ze spelen een sleutelrol om ervoor te zorgen dat systeemstress binnen acceptabele limieten valt en helpen de betrouwbare werking van toepassingen te garanderen. Afhankelijk van de installatie- en systeemvereisten zijn er verschillende voordelen aan het gebruik van analoge en digitale druksensoren.

Wanneer digitaal en analoog te gebruikenDruksensorenin systeemontwerp

Als het bestaande systeem gebaseerd is op analoge controle, is een van de voordelen van het gebruik van een analoge druksensor de eenvoud van de instelling. Als slechts één signaal nodig is om een ​​dynamisch proces in het veld te meten, zou een analoge sensor gecombineerd met een analoog-naar-digitale (ADC) converter een eenvoudiger oplossing zijn, terwijl een digitale druksensor een specifiek protocol vereist om communicatie met de sensor vast te stellen. Als de systeemelektronica een zeer snelle actieve feedback-controle-lus vereist, is een zuivere analoge drukzinksor de beste oplossing. Voor systemen die geen responstijden sneller vereisen dan ongeveer 0,5 ms, moeten digitale druksensoren worden overwogen, omdat ze het netwerk vereenvoudigen met meerdere digitale apparaten en het systeem toekomstbestendig maken.

Een geschikt moment om te overwegen om over te schakelen naar digitale druksensoren in een analoog systeem is het upgraden van componenten om programmeerbare microchips op te nemen. Moderne microchips zijn nu goedkoper en gemakkelijker te programmeren, en hun integratie in componenten zoals druksensoren kunnen onderhouds- en systeemupgrades vereenvoudigen. Dit bespaart potentiële hardwarekosten, omdat de digitale sensor via software kan worden bijgewerkt in plaats van het hele onderdeel te vervangen.

Een geschikt moment om te overwegen om over te schakelen naar digitale druksensoren in een analoog systeem is het upgraden van componenten om programmeerbare microchips op te nemen. Moderne microchips zijn nu goedkoper en gemakkelijker te programmeren, en hun integratie in componenten zoals druksensoren kunnen onderhouds- en systeemupgrades vereenvoudigen. Dit bespaart potentiële hardwarekosten, omdat de digitale sensor via software kan worden bijgewerkt in plaats van het hele onderdeel te vervangen.

Het plug-and-play-ontwerp en de kortere kabellengte van de digitale druksensor vereenvoudigt de systeeminstelling en verlaagt de algehele installatiekosten voor toepassingen die zijn ingesteld voor digitale communicatie. Wanneer de digitale druksensor wordt gecombineerd met een GPS-tracker, kan deze in realtime cloudgebaseerde externe systemen op afstand lokaliseren en monitoren.

Digitale druksensoren bieden veel voordelen, zoals laag stroomverbruik, minimale elektrische ruis, sensordiagnostiek en monitoring op afstand.

Voordelen van digitale druksensoren

Zodra een gebruiker heeft geëvalueerd of een analoge of digitale druksensor het beste is voor een bepaalde toepassing, zal het begrijpen van enkele van de gunstige functies die digitale druksensoren bieden voor industriële toepassingen, helpen de veiligheid, efficiëntie en betrouwbaarheid van het systeem te verbeteren.

Een eenvoudige vergelijking van inter-geïntegreerd circuit (I 2 C) en seriële perifere interface (SPI)

Twee digitale communicatieprotocollen die gewoonlijk worden gebruikt in industriële toepassingen zijn een inter-geïntegreerd circuit (I 2 C) en seriële perifere interface (SPI). I2C is beter geschikt voor complexere netwerken omdat er minder draden nodig zijn voor installatie. I2C staat ook meerdere master/slave -netwerken toe, terwijl SPI slechts één master/multiple slave -netwerk toestaat. SPI is een ideale oplossing voor eenvoudiger netwerken en hogere snelheden en gegevensoverdrachten zoals het lezen of schrijven van SD -kaarten of het opnemen van afbeeldingen.

Uitgangssignaal en sensordiagnostiek

Een belangrijk verschil tussen analoge en digitale druksensoren is dat analoog slechts één uitgangssignaal biedt, terwijl digitale sensoren twee of meer bieden, zoals druk- en temperatuursignalen en sensordiagnostiek. In een toepassing van een gascilindermeting breidt de extra temperatuurinformatie het druksignaal bijvoorbeeld uit tot een meer uitgebreide meting, waardoor het gasvolume kan worden berekend. Digitale sensoren bieden ook diagnostische gegevens, inclusief kritieke informatie zoals signaalbetrouwbaarheid, signaalbereidheid, signaalbereidheid en realtime fouten, waardoor het preventief onderhoud mogelijk is.

Diagnostische gegevens bieden een gedetailleerde status van de sensor, zoals of het sensorelement is beschadigd, of de voedingsspanning correct is of dat er bijgewerkte waarden in de sensor zijn die kunnen worden verkregen. Diagnostische gegevens van digitale sensoren kunnen leiden tot betere beslissingen bij het oplossen van problemen dan analoge sensoren die geen gedetailleerde informatie bieden over signaalfouten.

Een ander voordeel van digitale druksensoren is dat ze functies hebben, zoals alarmen die operators kunnen waarschuwen voor de omstandigheden buiten ingestelde parameters en de mogelijkheid om de timing en interval van metingen te regelen, waardoor het totale energieverbruik wordt verminderd. Omdat de digitale druksensor een groot aantal uitgangen en diagnostische functies biedt, is het algemene systeem krachtiger en efficiënter, omdat de gegevens klanten een uitgebreidere evaluatie van de werking van het systeem bieden. Naast het uitbreiden van metingen en zelfdiagnostische mogelijkheden, kan het gebruik van digitale druksensoren ook de ontwikkeling en implementatie van Industrial Internet of Things (IIOT) -systemen en big data-toepassingen versnellen.

omgevingsgeluid

Elektromagnetisch lawaaierige omgevingen in de buurt van motoren, lange kabels of draadloze stroombronnen kunnen signaalinterferentie -uitdagingen creëren voor componenten zoals druksensoren. Om elektromagnetische interferentie (EMI) in analoge druksensoren te voorkomen, moet het ontwerp de juiste signaalconditionering bevatten, zoals

Gerichte metalen schilden of extra passieve elektronische componenten, omdat elektrische ruis valse signaalwaarden kan veroorzaken. Alle analoge uitgangen zijn uiterst gevoelig voor EMI; Het gebruik van een analoge output van 4-20 mA kan echter helpen deze interferentie te voorkomen.

Digitale druksensoren zijn daarentegen minder vatbaar voor omgevingsgeluid dan hun analoge equivalenten, dus ze maken een goede keuze voor toepassingen die op de hoogte moeten zijn van EMI en een andere uitvoer nodig hebben dan een 4-20MA-oplossing. Opgemerkt moet worden dat verschillende soorten digitale druksensoren verschillende graden van EMI-robuustheid bieden, afhankelijk van de toepassing. Inter-geïntegreerd circuit (I2C) en seriële perifere interface (SPI) digitale protocollen zijn goed geschikt voor kortafstands- of compacte systemen met kabellengte van minder dan 5 m, hoewel de exacte toegestane lengte grotendeels zijn van het type kabel en pullwire. op de weerstand. Voor systemen die langere kabels tot 30 m vereisen, zouden canopen (met optionele afscherming) of io-link digitale druksensoren de beste keuze zijn voor EMI-immuniteit, hoewel ze meer nodig hebben dan I2C en seriële perifere interface (SPI) hoog stroomverbruik) tegenhangers.

Gegevensbescherming met behulp van cyclische redundantiecontrole (CRC)

Digitale sensoren bieden de optie om een ​​CRC in de chip op te nemen om ervoor te zorgen dat klanten op het signaal kunnen vertrouwen. De CRC van de communicatiegegevens is een supplement voor de integriteitscontrole van het interne chipgeheugen, waardoor de gebruiker de sensoruitvoer kan verifiëren, waardoor aanvullende maatregelen voor gegevensbescherming voor de sensor worden geboden. In dit geval is er een verhoogd risico op geluid dat de sensorchip verstoort en bitflips genereert die het communicatieboodschap kunnen veranderen. Een CRC over geheugenintegriteit beschermt het interne geheugen tegen dergelijke corruptie en repareert het indien nodig. Zowel, sommige digitale sensoren bieden ook een extra CRC in de gegevenscommunicatie, wat aangeeft dat de gegevens die worden verzonden tussen de sensor en controller zijn beschadigd en een andere poging kunnen activeren om een ​​correcte sensor te evalueren. In sommige gevallen worden deze door interwaVeaving communicatie met de externe communicatie geactiveerd, zoals met de cloud, zoals met de cloud, zoals met de cloud, zoals met de cloud, zoals met de cloud, zoals met de wolk, de cloud, zoals met de cloud, zoals met de cloud, zoals met de wolk, zoals met de cloud, zoals met de cloud, zoals de cloud, of de externe communicatie kan worden geactiveerd. De CRC vereenvoudigt dit proces en biedt een grotere flexibiliteit voor de ontwerper. Naast gegevensvaliditeitscontroles hebben sommige fabrikanten meer elektronica toegevoegd om ruis uit bronnen zoals WiFi, Bluetooth, GSM en ISM -banden te onderdrukken om de validiteit van de gegevens verder te beschermen.

Digitale druksensor op het werk ondersteunt Smart Water Distribution Networks

Waterverlies als gevolg van lekken, onnauwkeurige meting, ongeautoriseerd consumptie of een combinatie van de drie is een constante uitdaging voor grote waterdistributienetwerken. Het toepassen van digitale druksensoren met een laag vermogen op knooppunten in het waterdistributienetwerk is een praktische en kosteneffectieve manier om een ​​regionaal waterdistributienetwerk in kaart te brengen en nutsbedrijven in staat te stellen gebieden te detecteren en te lokaliseren waar onverwacht waterverlies optreedt.

Wanneer toegepast op de knooppunten van het gehele waterdistributienetwerk, kunnen digitale druksensoren helpen bij het identificeren van onverwachte gebieden voor waterverlies, waardoor de systeemefficiëntie effectief oplossen en verbeteren.

Druksensoren die goed geschikt zijn voor deze toepassingen zijn meestal hermetisch afgedicht naar IP69K of modulair om klanten een grotere ontwerpflexibiliteit te geven. Om te voorkomen dat water de sensor gedurende de hele levensduur van de toepassing doordringt, gebruiken sommige fabrikanten van druksensor een hermetische verbinding met glas tot metaal. De afdichting van glas tot metaal is waterdicht en creëert een luchtdichte afdichting op de "bovenkant" van de sensor, die de sensor helpt IP69K te bereiken. Deze afdichting betekent dat de sensor altijd het drukverschil tussen de stof in de toepassing en de lucht eromheen meet, waardoor offset -afwijking wordt voorkomen.

Verbeterde regulering onder druk van het gassysteem

Druksensoren spelen verschillende belangrijke rollen bij de monitoring en levering van lucht- en medische gassen onder druk in distributienetwerken. In deze soorten toepassingen kunnen druksensoren verantwoordelijk zijn voor de compressorregeling en verschillende bewakingsfuncties, waaronder inname en uitgangsstroom, cilinderuitlaat en luchtfilterstatus. Hoewel een enkel druksignaal indirect de hoeveelheid gasdeeltjes kan meten op een locatie in het systeem, kan de combinatie van druk en temperatuurfeedback verstrekken door een digitale druksensor een betere schatting van de hoeveelheid gas bij die locatie, toestemming voor een betere systeemstempel. Hierdoor kunnen systeemontwikkelaars dichter bij de ideale bedrijfsomstandigheden voor de toepassing komen.

Hoewel er nog enkele installaties zijn die het meest geschikt zijn om analoge druksensoren te gebruiken, profiteren steeds meer industrie 4.0 -toepassingen van het gebruik van hun digitale tegenhangers. Van EMI -immuniteit en schaalbaar netwerken tot sensordiagnostiek en gegevensbescherming, digitale druksensoren maken monitoring op afstand en voorspellend onderhoud mogelijk, waardoor de systeemefficiëntie en betrouwbaarheid worden verbeterd. Een robuust sensorontwerp met specificaties zoals een IP69K -rating, aanvullende gegevensintegriteitscontroles en uitgebreide elektronica aan boord voor EMI -bescherming zal helpen de levensduur te vergroten en potentiële signaalfouten te verminderen.